i
PENGARUH TEMPERATUR TUANG DAN
JUMLAH SALURAN TURUN TERHADAP
SIFAT FISIS DAN MEKANIS CORAN
BESI COR NODULAR
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata S1
Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh :
S A R N O
NIM : D 200 040 051
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017
i
HALAMAN PERSETUJUAN
“PENGARUH TEMPERATUR TUANG DAN JUMLAH SALURAN TURUN
TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS CORAN BESI COR NODULAR”
PUBLIKASI ILMIAH
Oleh :
S A R N O
N I M : D 200 040 051
Telah diperiksa dan disetujui oleh :
Dosen
Pembimbing,
Ir. Masyrukan, MT.
ii
HALAMAN PENGESAHAN
“PENGARUH TEMPERATUR TUANG DAN JUMLAH SALURAN TURUN
TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS CORAN BESI COR NODULAR”
Oleh :
S A R N O
N I M : D 200 040 051
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Pada hari Sabtu, 4 Nopember 2017
Dan dinyatakan telah memenuhi syarat
Dewan Penguji :
1. Ir. Masyrukan, MT. ( ................................. )
(Ketua Dewan Penguji)
2. Ir. Bibit Sugito,MT. ( ................................. )
(Anggota I Dewan Penguji)
3. Patna Partono, ST. MT. ( ................................. )
(Anggota II Dewan Penguji)
Dekan,
Ir. Sri Sunarjono, MT. Ph.D
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam naskah publikasi ini tidak terdapat
karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan
tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang
pernah ditulis atau diterbitkan orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah
dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Apabila kelak terbukti ada ketidakbenaran dalam pernyataan saya di atas,
maka akan pertanggungjawabkan sepenuhnya.
Surakarta, 7 Nopember 2017
Penulis
S A R N O
D 200 040 051
1
PENGARUH TEMPERATUR TUANG DAN JUMLAH SALURAN TURUN
TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS CORAN BESI COR NODULAR
Abstraks
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui hasil uji spesimen besi cor
nodular pada pengujian komposisi kimia, struktur mikro, kekerasan, tarik dan
impact yaitu untuk temperatur tuang 1542C (saluran turun 2,3 dan 4 buah),
temperatur tuang 1554C (saluran turun 2,3 dan 4 buah), dan temperatur tuang
1568C (saluran turun 2,3 dan 4 buah).
Bahan yang diteliti adalah spesimen besi cor nodular. Variasi benda uji
meliputi : spesimen A = temperatur tuang 1542C (saluran turun 2,3 dan 4 buah),
spesimen B = temperatur tuang 1554C (saluran turun 2,3 dan 4 buah), dan
spesimen C = temperatur tuang 1568C (saluran turun 2,3 dan 4 buah). Pengujian
yang dilakukan : uji komposisi kimia (alat uji Spectrometer-ASTM E 415), uji
struktur mikro (alat uji Olympus Metallurgical Microscope dan Olympus
Photomicrographic System-ASTM E 7), uji kekerasan (alat uji Macrohardness
Vickers Tester-ASTM E 92) , uji tarik (alat uji Universal servohydraulic-servopulser-
ASTM E 8 M) dan uji impact (Charpy Impact Tester-ASTM E 32).
Dari hasil pengujian komposisi kimia dapat diketahui benda uji yang
digunakan adalah besi cor jenis nodular (grafit bulat). Dengan komposisi kimia
unsur utama : besi (Fe) = 92,54 %; karbon (C) = 3,7727 %, silikon (Si) = 3,0761 %
dan Mangan (Mn) = 0,3663 %. Dari hasil pengamatan struktur mikro pada masing-
masing spesimen temperatur 1542 C, 1554 C dan 1568 C didapatkan fasa grafit,
perlit dan ferit. Dari pengujian kekerasan didapatkan harga kekerasan rata-rata
berturut-turut spesimen 1542 C tertinggi pada saluran turun 2 buah (271,3 VHN),
saluran turun 4 buah (253,9 VHN) dan terendah saluran turun 3 buah (240,1 VHN).
Temperatur 1554 C didapatkan kekerasan rata-rata berturut-turut tertinggi pada
saluran turun 2 buah (265,9 VHN), saluran turun 4 buah (256,1 VHN) dan terendah
saluran turun 3 buah (253,9 VHN). Temperatur 1568 C didapatkan kekerasan rata-
rata berturut-turut tertinggi pada saluran turun 2 buah (270,6 VHN). Berikutya
saluran turun 4 buah (253,9 VHN) dan terendah pada saluran turun 3 buah (231,9
VHN). Kekuatan tarik tertinggi menuju terendah untuk semua temperatur tuang
berturut-turut didapatkan pada saluran turun 2 buah, 4 buah dan 3 buah. Harga
impact tertinggi menuju terendah terjadi pada temperatur tuang lebih tinggi ke
temperatur lebih rendah berturut-turut didapatkan pada saluran turun 4 buah, 2
buah dan 3 buah.
Kata-kata kunci : besi cor nodular, temperatur tuang, saluran turun
Abstract
The purpose of this research is to know the result of nodular cast iron
specimen test on chemical composition, microstructure, hardness, tensile and impact
test for 1542 C (drop down 2,3 and 4), 1554C down 2.3 and 4 pcs), and pour
temperature 1568C (channel down 2.3 and 4 pieces).
2
The material under study is a nodular cast iron specimen. Variations of
specimens include: specimen A = casting temperature 1542C (channel down 2,3
and 4 pieces), specimen B = casting temperature 1554C (channel down 2,3 and 4
pieces), and specimen C = pour temperature 1568 C (channel down 2.3 and 4
pieces). Tests performed: chemical composition test (Spectrometer-ASTM E 415),
microstructure test (Olympus Metallurgical Microscope and Olympus
Photomicrographic System-ASTM E 7), hardness test (Macrohardness Vickers
Tester-ASTM E 92) tensile test (Universal servohydraulic-servopulser-ASTM E 8M
test device) and impact test (Charpy Impact Tester-ASTM E 32).
From the results of testing the chemical composition can be known that the
specimens used are nodular cast iron (round graphite). With the chemical
composition of the main elements: iron (Fe) = 92.54%; carbon (C) = 3.7727%,
silicon (Si) = 3.0761% and Manganese (Mn) = 0.3663%. From the observation of
microstructure on each specimen temperature 1542 C, 1554 C and 1568 C
obtained graphite phase, perlite and ferrite. From the hardness test, the average
hardness of consecutive samples of 1542 ° C was highest on 2 drops (271,3 VHN), 4
drops (253,9 VHN) and 3 channels down (240,1 VHN ). Temperatures of 1554 C
were found to be the highest successive mean hardness in 2 downhill lines (265.9
VHN), 4 dropped channels (256.1 VHN) and the lowest of 3 drops (253.9 VHN).
Temperature 1568 C obtained the highest successive average hardness on 2 down
channels (270,6 VHN). The following channels dropped 4 pieces (253.9 VHN) and
the lowest on 3 down channels (231.9 VHN). The highest tensile strength to the
lowest for all successive pour temperatures is found in 2 downlets, 4 pieces and 3
pieces. The highest impact price to the lowest occurred at higher casting temperature
to lower consecutive temperature obtained in the channel down 4 pieces, 2 pieces
and 3 pieces.
Keywords: nodular cast iron, cast temperature, descending channel
1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Proses pengecoran yaitu proses terbentuknya logam dengan cara mencairkan
logam padat dengan pemanas dengan temperatur tinggi, kemudian menuangkan
logam cair ke dalam cetakan dan dibiarkan membeku. Sedangkan besi cor
merupakan paduan besi yang mengandung karbon, silikon, mangan, fospor, dan
belerang. Banyak sekali persyaratan pemakaian produk besi tuang ditentukan dalam
perencanaan dengan melihat standar besi tuang yang telah diklasifikasikan. Sifat-
sifat mekanik dan teknologi menjadi pertimbangan utama jika suatu bahan dipakai
dalam suatu permesinan, sedangkan sifat-sifat kimia merupakan kriteria awal untuk
komponen mesin dan instalasi pada industri pengecoran.
3
Besi cor nodular atau Ferro Carbon Ductile (FCD) sudah dikenal sejak akhir
tahun 40-an. FCD memiliki matrik ferit dan atau perlit dengan grafit yang berbentuk
bulat (spheroidal) oleh karena itu FCD mempunyai kekuatan, dan keuletan yang
cukup tinggi dibandingkan dengan besi cor kelabu (Forrest, 1987).
Besi cor nodular adalah jenis besi cor mampu tempa yang kuat dan ulet
(ductile). Karbon yang terdapat bentuk nodul grafit yang diperoleh dengan
menambahkan bahan yang mengandung magnesium seperti nikel-magnesium atau
magnesium tembaga-fero silikon dalam besi cor kelabu cair. Besi cor nodular
memiliki mutu jauh lebih baik dibanding besi cor yang lain, sehingga bahan ini
dapat digunakan untuk membuat poros engkol dan berbagai suku cadang lainnya.
(Amstead, 1995).
Untuk membuat cetakan benda cor, dibutuhkan saluran turun yang
mengalirkan cairan logam ke dalam rongga cetakan. Besar dan bentuknya
ditentukan oleh ukuran dan macam logam dari coran. Selanjutnya diperlukan
penentuan keadaan-keadaan penuangan seperti temperatur penuangan dan laju
penuangan. Karena kualitas coran tergantung pada saluran turun, keadaan
penuangan (temperatur) dan lain-lain yang memerlukan kajian teliti (Surdia, T.;
Chijiwa, K., 1987).
1.2. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah pengaruh temperatur tuang dan
jumlah saluran turun terhadap sifat fisis dan mekanis besi cor nodular.
1.3. Batasan Masalah
Batasan-batasan itu antara lain :
1. Bahan yang diteliti adalah spesimen besi cor nodular.
2. Variasi benda uji meliputi : spesimen A = temperatur tuang 1542C (saluran
turun 2,3 dan 4 buah), spesimen B = temperatur tuang 1554C (saluran turun
2,3 dan 4 buah), dan spesimen C = temperatur tuang 1568C (saluran turun 2,3
dan 4 buah).
3. Pengujian yang dilakukan yaitu : uji komposisi kimia, uji struktur mikro, uji
kekerasan, uji tarik dan uji impact.
4
Persiapan Bahan
Pemotongan
Pengujian
komposisi
kimia
(ASTM E 415)
Pengujian
struktur mikro
(ASTM E 7)
Pengujian
kekerasan
(ASTM E 92)
Pembahasan
Kesimpulan
Benda uji
komposisi
kimia
Data Hasil Pengujian
Penghalusan
Benda uji
struktur mikro
Penghalusan
Pemolesan
Pengetsaan
Penghalusan
Benda uji
kekerasan
Spesimen A
pada temperatur
tuang 1542 oC
(saluran turun 2,3
dan 4 buah)
Spesimen B
pada temperatur
tuang 1554 oC
(saluran turun 2,3
dan 4 buah)
Spesimen C
pada temperatur
tuang 1568 oC
(saluran turun 2,3
dan 4 buah)
Benda uji
tarik
Penghalusan Penakikan
Benda uji
impact
Pengujian
tarik
(ASTM E 8M)
Pengujian
impact
(ASTM E 23)
2. METODE PENELITIAN
2.1. Diagram Alir Proses Penelitian
2.2. Bahan Penelitian
Pada penelitian ini bahan yang digunakan adalah besi cor nodular.
Pengecoran dilakukan di PT. ANEKA ADHILOGAM KARYA (Casting of
Metals Part / Pipe Fitting Industries) Batur, Ceper, Klaten.
Setiap spesimen, temperatur tuang dan jumlah saluran turunnya
divariasikan sebagai berikut :
- Spesimen A untuk temperatur 1542 C :
dua saluran turun = 1 batang (spesimen A1)
tiga saluran turun = 1 batang (spesimen A2)
empat saluran turun = 1 batang (spesimen A3)
- Spesimen B untuk temperatur 1554 C :
dua saluran turun = 1 batang (spesimen B1)
tiga saluran turun = 1 batang (spesimen B2)
5
empat saluran turun = 1 batang (spesimen B3)
- Spesimen C untuk temperatur 1568 C :
dua saluran turun = 1 batang (spesimen C1)
tiga saluran turun = 1 batang (spesimen C2)
empat saluran turun = 1 batang (spesimen C3)
3.3. Pembuatan Benda Uji
Sebagai awal penelitian, benda dipotong pada bagian yang akan diuji
dengan maksud memudahkan pengerjaan lebih lanjut, sedangkan untuk
penelitian komposisi kimia dibuat langsung dari pengecoran yang berbentuk
cill. Adapun rincian jumlah spesimen dan jenis pengujian ditunjukkan pada
tabel berikut.
Tabel 3.1. Jumlah spesimen dan jenis pengujian
No. Jenis Pengujian Jumlah spesimen
1. Uji komposisi kimia 1 Spesimen (bentuk cill)
2. Uji struktur mikro 9 spesimen
3 Uji kekerasan 9 spesimen
4. Uji tarik 9 spesimen
5. Uji impact 9 spesimen
Jumlah total spesimen 36 buah
3.3.1. Pembuatan Spesimen Tarik
Spesimen uji tarik ditentukan sesuai dengan standar benda uji
tarik dari standar ASTM E 8M, spesimen nomor 9, seperti terlihat pada
Gambar 3.3.
6
Gambar 3.4. Spesimen uji tarik
3.3.2. Pembuatan Spesimen Impact
Sebelum diuji, pada masing-masing spesimen terlebih dahulu
dibuat takikan berbentuk V pada bagian tengah. Fungsi dari pembuatan
takikan ini adalah untuk melokalisir energi patah. Patahan pada
spesimen umumnya berawal dari takikan yang ada pada spesimen uji
impak itu. Oleh karena itu untuk mengetahui besarnya energi impak
maka dibuat takikan pada spesimen. Dimana takikan berbentuk V
dengan sudut kemiringan serta kedalaman takikan telah ditentukan
sesuai standarisasi ASTM E 23 mulai dimensi minimum sampai
maksimum seperti tampak pada Gambar 3.5.
Spesimen A untuk temperatur 1542 C
Spesimen B untuk temperatur 1554 C Spesimen C untuk temperatur 1568 C
7
Gambar 3.5. Ukuran spesimen uji impact menurut standar ASTM E 23
(Annual Book of ASTM Standards, 1996)
(a) Spesimen A untuk temperatur 1542 C; (b) Spesimen B untuk temperatur 1554
C, (c) Spesimen C untuk temperatur 1568 C
Gambar 3.6. Spesimen Impak
(a) (b) (c)
8
3. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
3.1. Hasil Pengujian Komposisi Kimia
Penembakan menggunakan gas argon dan memberikan hasil pembacaan
secara otomatis kandungan rata-rata (average) komposisi kimia pada benda uji
sebagai data-data berikut ini.
Tabel 4.1. Hasil pengujian komposisi kimia besi cor nodular
(Lab. PT. ITOKOH CEPERINDO, Klaten)
Unsur Prosentase
(%)
Fe 92,54
C 3,7724
Si 3,0761
Mn 0,3663
Cu 0,0468
Mg 0,0457
Cr 0,0409
Ni 0,0318
P 0,0203
Al 0,0169
S 0,0141
Sn 0,0120
Zn 0,0018
Pengujian komposisi kimia dilakukan dengan mesin uji komposisi kimia
spectrometer yang memberikan hasil pembacaan secara otomatis jumlah (prosentase)
kandungan paduan yang terdapat pada spesimen. Didapatkan penyusun utama : besi
(Fe) = 92,54 %; karbon (C) = 3,7727 %, silikon (Si) = 3,0761 % dan Mangan (Mn)
= 0,3663 %. Sedangkan unsur-unsur lain yang didapatkan dalam prosentase kecil,
yaitu tembaga (Cu) = 0,0468 %; magnesium (Mg) = 0,0457 %; khrom (Cr) = 0,0409
%, nikel (Ni) = 0,0318 %; phospor (P) = 0,0203 %; aluminium (Al) = 0,0169 %;
belerang (S) = 0,0141 %; timah putih (Sn) = 0,0120 % dan Seng (Zn) = 0,0018 %.
Dari hasil pengujian komposisi kimia tersebut dapat diketahui bahwa benda
uji tersebut termasuk dalam besi cor C > 2,0 % (BH. Tata Surdia : 1985). Dan
karena terdapat unsur magnesium (Mg) yang dapat membulatkan grafit menjadi
bentuk bulat / nodular, seperti tampak pada struktur mikro maka benda uji tersebut
termasuk dalam kategori besi cor nodular.
9
3.2. Hasil Pengamatan Struktur Mikro
Gambar 4.1. Foto struktur mikro besi cor nodular temperatur tuang 1542C
saluran turun 2 buah dengan perbesaran 100
Gambar 4.2. Foto struktur mikro besi cor nodular temperatur tuang 1542C
saluran turun 3 buah dengan perbesaran 100
Grafit
Perlit
100
m
Ferit
Grafit
Perlit
100
m
Ferit
10
Gambar 4.3. Foto struktur mikro besi cor nodular temperatur tuang 1542C
saluran turun 4 buah dengan perbesaran 100
Gambar 4.4. Foto struktur mikro besi cor nodular temperatur tuang 1554C
saluran turun 2 buah dengan perbesaran 100
Grafit
Perlit
100
m
Ferit
Grafit
Perlit
100
m
Ferit
11
Gambar 4.5. Foto struktur mikro besi cor nodular temperatur tuang 1554C
saluran turun 3 buah dengan perbesaran 100
Gambar 4.6. Foto struktur mikro besi cor nodular temperatur tuang 1554C
saluran turun 4 buah dengan perbesaran 100
Grafit
Perlit
100
m
Ferit
Grafit
Perlit
Ferit
100
m
12
Gambar 4.7. Foto struktur mikro besi cor nodular temperatur tuang 1568C
saluran turun 2 buah dengan perbesaran 100
Gambar 4.8. Foto struktur mikro besi cor nodular temperatur tuang 1568C
saluran turun 3 buah dengan perbesaran 100
Grafit
Perlit
100
m
Ferit
Grafit
Perlit
100
m
Ferit
13
Gambar 4.9. Foto struktur mikro besi cor nodular temperatur tuang 1568C
saluran turun 4 buah dengan perbesaran 100
Dari struktur mikro didapatkan fasa grafit, ferit dan perlit. Sehingga
diketahui benda uji tersebut termasuk dalam kategori besi cor nodular.
Melalui foto struktur mikro yang ada dapat diketahui bahwa semakin
halus dan merata perlit, maka kekuatan besi cor akan semakin baik. Perlit
halus yaitu lapisan tipis berwarna gelap keabu-abuan Perlit halus yang
terdistribusi merata secara umum pada semua temperatur didapatkan pada
spesimen dengan 2 saluran turun, Pada spesimen 4 saluran turun perlit masih
kasar (agak cerah) dan belum didapatkan merata. Sedangkan pada 3 saluran
turun masih didominasi ferit dan grafit.
3.3. Hasil Pengujian Kekerasan
Tabel 4.2. Harga kekerasan variasi spesimen besi cor nodular
No Spesimen Drata-rata
(mm)
Kekerasan
(VHN)
Kekerasan
Rata-rata
(HVN)
1. temperatur tuang 1542C
saluran turun 2 buah
0,454 269,9
271,3 0,438 289,9
0,468 253,9
2. temperatur tuang 1542C
saluran turun 3 buah
0,484 237,5 240,1
0,493 228,9
Grafit
Perlit
100
m
Ferit
14
271.3
265.9270.6
240.1
253.9
231.9
253.9256.1
253.9
210
220
230
240
250
260
270
280
temperatur tuang 1542°C
temperatur tuang 1554°C
temperatur tuang 1568°C
Keke
rasa
n ra
ta-r
ata
(VH
N)
Saluran turun 2 buah
Saluran turun 3 buah
Saluran turun 4 buah
0,468 253,9
3. temperatur tuang 1542C
saluran turun 4 buah
0,468 253,9
253,9 0,468 253,9
0,468 253,9
4. temperatur tuang 1554C
saluran turun 2 buah
0,438 289,9
265,9 0,468 253,9
0,468 253,9
5. temperatur tuang 1554C
saluran turun 3 buah
0,468 253,9
253,9 0,468 253,9
0,468 253,9
6. temperatur tuang 1554C
saluran turun 4 buah
0,477 244,5
256,1 0,454 269,9
0,468 253,9
7. temperatur tuang 1568C
saluran turun 2 buah
0,438 289,9
270,6 0,468 253,9
0,454 267,9
8. temperatur tuang 1568C
saluran turun 3 buah
0,477 244,5
231.9 0,500 222,5
0,493 228,9
9. temperatur tuang 1568C
saluran turun 4 buah
0,468 253,9
253,9 0,468 253,9
0,468 253,9
Gambar 4.10. Histogram perbandingan harga kekerasan rata-rata spesimen
besi cor nodular untuk temperatur tuang 1542C, 1554C dan 1568C dengan
saluran turun 2, 3 dan 4 buah
15
Pada temperatur 1542 C didapatkan kekerasan rata-rata tertinggi pada
saluran turun 2 buah (271,3 VHN), berikutnya saluran turun 4 buah (253,9
VHN) dan terendah pada saluran turun 3 buah (240,1 VHN).
Pada temperatur 1554 C didapatkan kekerasan rata-rata tertinggi pada
saluran turun 2 buah (265,9 VHN), berikutnya saluran turun 4 buah (256,1
VHN) dan terendah pada saluran turun 3 buah (253,9 VHN).
Pada temperatur 1568 C didapatkan kekerasan rata-rata tertinggi pada
saluran turun 2 buah (270,6 VHN), berikutnya saluran turun 4 buah (253,9
VHN) dan terendah pada saluran turun 3 buah (231,9 VHN).
Untuk saluran turun 2 buah didapatkan harga kekerasan rata-rata paling tinggi
karena fasa perlit halus terdistribusi merata dibandingkan saluran turun 4 buah.
Pada saluran turun 3 buah, fasa ferit dan grafit lebih mendominasi sehingga
harga kekerasan paling rendah.
3.4. Hasil Pengujian Tarik
Tabel 4.3. Nilai hasil uji tarik spesimen besi cor nodular
Variasi
Spesimen
Pmax
(N)
A
(mm)2
maks.
(N/mm2)
Regangan
(%)
Temperatur tuang 1542C saluran
turun 2 buah 4331,6 63,585 68,13 26,67
Temperatur tuang 1542C saluran
turun 3 buah 1930,6 63,585 30,37 6,67
Temperatur tuang 1542C saluran
turun 4 buah 2910,6 63,585 45,78 11,12
Temperatur tuang 1554C saluran
turun 2 buah 3645,6 63,585 57,34 26,67
Temperatur tuang 1554C saluran
turun 3 buah 14798 63,585 24,66 4,45
Temperatur tuang 1554C saluran
turun 4 buah 2371,6 63,585 37,29 6,67
Temperatur tuang 1568C saluran
turun 2 buah 3802,4 63,585 59,80 17,78
Temperatur tuang 1568C
Saluran turun 3 buah 1744,4 63,585 27,44 4,45
Temperatur tuang 1568C saluran
turun 4 buah 3204,6 63,585 50,39 4,45
16
68.13
57.34 59.8
30.3724.66
27.44
45.78
37.29
50.39
0
10
20
30
40
50
60
70
80
temperatur tuang 1542°C
temperatur tuang 1554°C
temperatur tuang 1568°C
Keku
atan
tar
ik m
aks.
(N
/mm
2 )
saluran turun 2 buah
saluran turun 3 buah
saluran turun 4 buah
26.67 26.67
17.78
6.674.45 4.45
11.12
6.674.45
0
5
10
15
20
25
30
temperatur tuang 1542°C
temperatur tuang 1554°C
temperatur tuang 1568°C
Re
gan
gan
(%
)
saluran turun 2 buah
saluran turun 3 buah
saluran turun 4 buah
Gambar 4.11. Histogram tegangan tarik maksimal rata-rata
spesimen besi cor nodular
Gambar 4.12. Histogram regangan rata-rata spesimen besi cor nodular
a. Spesimen temperatur tuang 1542 C
Kekuatan tarik tertinggi pada spesimen saluran turun 2 buah (68,13
N/mm2) dibandingkan dengan spesimen saluran turun 4 buah (45,78
N/mm2) dan terendah pada spesimen saluran turun 3 buah (30,37 N/mm
2).
Regangan tertinggi pada spesimen saluran turun 2 buah (26,67 %)
dibandingkan spesimen saluran turun 4 buah (11,12 %) dan terendah pada
spesimen saluran turun 3 buah (6,67 %).
Mekanisme patah pada spesimen saluran turun 2 buah adalah patah
ulet sama dengan pada spesimen saluran turun 4 buah. Sedangkan patahan
getas pada spesimen saluran turun 3 buah.
17
b. Spesimen temperatur tuang 1554 C
Kekuatan tarik tertinggi pada spesimen saluran turun 2 buah (57,34
N/mm2) dibandingkan spesimen saluran turun 4 buah (37,29 N/mm
2) dan
terendah pada spesimen saluran turun 3 buah (24,66 N/mm2).
Regangan tertinggi pada spesimen saluran turun 2 buah (26,67 %)
dibandingkan dengan harga terendah pada spesimen saluran turun 4 buah
(6,67 %) dan spesimen saluran turun 3 buah (4,45 %)
Mekanisme patahnya adalah patah ulet yaitu pada spesimen saluran
turun 2 buah dan spesimen saluran turun 4 buah. Patah getas pada saluran
turun 3 buah.
c. Spesimen temperatur tuang 1568 C
Kekuatan tarik tertinggi pada spesimen saluran turun 2 buah
(59,8 N/mm2) dibandingkan spesimen saluran turun 4 buah (50,39
N/mm2) dan terendah pada spesimen saluran turun 3 buah (27,44
N/mm2).
Regangan tertinggi pada spesimen saluran turun 2 buah (17,78
%) dibandingkan dengan harga terendah pada spesimen saluran turun 4
buah (4,45 %) dan spesimen saluran turun 3 buah (4,45 %)
Mekanisme patahnya adalah patah ulet yaitu pada spesimen
saluran turun 2 buah dan spesimen saluran turun 4 buah. Patah getas
pada pada saluran turun 3 buah.
4.5. Data Hasil Pengujian Impact
Hasil pengujian impact terhadap material besi cor nodular menggunakan
metode Impact Charpy aalah sebagai berikut ini.
Tabel 4.4. Hasil uji impact variasi spesimen material besi cor nodular
Tempe-
ratur
tuang
JumlahS
aluran
Sudut
α ( )
Energi
terpasang
(Joule)
Sudut
( )
Energi
terserap
(Joule)
Luas
(mm2)
Harga
Impact (J/mm2)
1542C
2 151 300 143 15.6 80 0.152
3 151 300 145 12.2 80 0.111
4 151 300 144 15.6 80 0.131
1554C
2 151 300 141.5 12.2 80 0.184
3 151 300 143 8.9 80 0.152
4 151 300 141 10.5 80 0.195
18
1568C
2 151 300 141 15.6 80 0.195
3 151 300 142 13.9 80 0.173
4 151 300 140 17.4 80 0.217
Gambar 4.16. Histogram perbandingan harga impact rata-rata
variasi spesimen material besi cor nodular
a. Spesimen temperatur tuang 1542 C
Pada suhu tuang ini harga impact paling besar didapatkan pada
spesimen saluran turun 2 buah sebesar 0,152 J/mm2
dan saluran turun 4
buah, yang memiliki harga kekuatan impact sebesar 0,131 J/mm2, dan
merupakan patahan liat yang menunjukkan deformasi plastik tinggi.
Sedangkan spesimen saluran turun 3 buah memiliki harga kekuatan impact
sebesar 0,111 J/mm2. Harga impact paling rendah karena butir paling besar
dan deformasi paling kecil (diperlihatkan dengan permukaan patah yang
rata).
b. Spesimen temperatur tuang 1554 C
Harga impact rata-rata paling besar didapatkan pada spesimen
saluran turun 4 buah sebesar 0,195 J/mm2 dengan patahan liat atau patahan
perubahan bentuk yang runcing, buram dan berserat. Sedangkan spesimen
saluran turun 2 buah memiliki harga kekuatan impact rata-rata sebesar 0,184
J/mm2 merupakan patahan liat yang menunjukkan deformasi plastik tinggi.
19
Dan terendah pada spesimen saluran turun 3 buah memiliki harga kekuatan
impact sebesar 0,152 J/mm2 dengan permukaan patah yang rata.
c. Spesimen temperatur tuang 1568 C
Harga impact rata-rata paling besar didapatkan pada spesimen
saluran turun 4 buah (0,217 J/mm2) merupakan jenis patahan liat. Untuk
spesimen saluran turun 2 buah (0,195 J/mm2) merupakan jenis patahan
campuran (sebagian liat dan sebagian getas). Sedangkan patahan harga
terendah pada saluran turun 3 buah (0,173 J/mm2) merupakan patahan getas
(permukaan patahan rata).
4. PENUTUP
Berdasarkan data hasil penelitian dan pembahasan dalam penelitian ini
diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Dari hasil pengujian komposisi kimia dapat diketahui benda uji yang
digunakan adalah besi cor jenis nodular (grafit bulat). Dengan komposisi
kimia unsur utama : besi (Fe) = 92,54 %; karbon (C) = 3,7727 %, silikon (Si)
= 3,0761 % dan Mangan (Mn) = 0,3663 %.
2. Dari hasil pengamatan struktur mikro pada masing-masing spesimen
temperatur 1542 C, 1554 C dan 1568 C didapatkan fasa grafit, perlit dan
ferit. Pada saluran turun 2 buah fasa perlit halus yang terdistribusi merata.
Untuk saluran turun 4 buah fasa perlit masih kasar (agak cerah) dan belum
didapatkan merata. Sedangkan saluran turun 3 buah masih didominasi ferit dan
grafit.
3. Dari pengujian kekerasan didapatkan harga kekerasan rata-rata berturut-turut
spesimen 1542 C tertinggi pada saluran turun 2 buah (271,3 VHN), saluran
turun 4 buah (253,9 VHN) dan terendah saluran turun 3 buah (240,1 VHN).
Temperatur 1554 C didapatkan kekerasan rata-rata berturut-turut tertinggi
pada saluran turun 2 buah (265,9 VHN), saluran turun 4 buah (256,1 VHN) dan
terendah saluran turun 3 buah (253,9 VHN). Temperatur 1568 C didapatkan
kekerasan rata-rata berturut-turut tertinggi pada saluran turun 2 buah (270,6
VHN). Berikutya saluran turun 4 buah (253,9 VHN) dan terendah pada saluran
turun 3 buah (231,9 VHN).
20
4. Dari pengujian tarik didapatkan harga kekuatan tarik spesimen temperatur
tuang 1542 C (saluran turun 2 buah = 68,13 N/mm2, saluran turun 3 buah =
30,37 N/mm2 dan saluran turun 4 buah = 45,78 N/mm
2). Untuk temperatur
tuang 1554 C (saluran turun 2 buah = 57,34 N/mm2, saluran turun 3 buah =
24,66 N/mm2 dan saluran turun 4 buah = 37,29 N/mm
2). Dan temperatur tuang
1568 C (saluran turun 2 buah = 59,8 N/mm2, saluran turun 3 buah = 27,44
N/mm2 dan saluran turun 4 buah = 50,39 N/mm
2). Kekuatan tarik tertinggi
menuju terendah berturut-turut didapatkan pada saluran turun 2 buah, 4 buah
dan 3 buah.
5. Dari pengujian impact didapatkan harga kekuatan impact rata-rata spesimen
temperatur tuang 1542 C (saluran turun 2 buah = 0,152 J/mm2, saluran turun 3
buah = 0,111 J/mm2 dan saluran turun 4 buah = 0,131 J/mm
2). Untuk
temperatur tuang 1554 C (saluran turun 2 buah = 0,184 J/mm2, saluran turun 3
buah = 0,152 J/mm2 dan saluran turun 4 buah = 0,195 J/mm
2). Dan temperatur
tuang 1568 C (saluran turun 2 buah = 0,195 J/mm2, saluran turun 3 buah =
0,173 J/mm2 dan saluran turun 4 buah = 0,217 J/mm
2. Harga impact tertinggi
menuju terendah berturut-turut didapatkan pada saluran turun 2 buah, 4 buah
dan 3 buah.
PERSANTUNAN
Segala puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-
Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir. Shalawat
dan salam mudah-mudahan tetap pada junjungan kita Nabi Muhammad SAW,
keluarga serta sahabatnya.
Penyusun menyampaikan terima kasih kepada yang terhormat atas segala
bentuk dan bantuannya kepada :
1. Ir. Sri Sunarjono, MT. Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta beserta staf yang telah memberikan kesempatan
pada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Ir. Subroto, MT., selaku Kaprodi Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta yang telah memberikan ijin untuk penulisan Tugas Akhir ini.
21
3. Ir. Masyrukan, MT., selaku pembimbing utama yang dengan sabar dan teliti
membimbing dan mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
4. Ir. Bibit Sugito, MT., selaku pembimbing pendamping yang telah
meluangkan waktu berkenan memberikan petunjuk dan mengarahkan
penulisan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
5. Bapak, Ibu, Istri dan anakku terima kasih atas kesabaran, perjuangan, do’a
dan kasih sayang kalian.
6. Temen-temen seperjuangan : Andika, yang senantiasa memberi support.
7. Sahabat-sahabatku Sorta angkatan 2004, yang selalu mendukung dan
memberikan semangat selama meniti bangku kuliah di Kampus Pabelan.
Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu, terima kasih
atas do’a dan dukungannya.
DAFTAR PUSTAKA
Alexander, W.O., 1990, Dasar Metalurgi untuk Rekayawan, Disunting : E.J.
Bradbury, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta
Amstead, B.H., Sriati Djaprie (Alih Bahasa), 1995, Teknologi Mekanik, Edisi ke-7,
Jilid I, PT. Erlangga, Jakarta
Balai Besar Logam dan Mesin, 2006, Petunjuk Praktis Teknologi Pengecoran Besi
Tuang, Departemen Perindustrian dan Perdagangan
Forrest, R.D., 1987, SG-The Next 40 years, BCIRA International Conference at
University of Warwick, England
Nugroho, S.B., 2005, Tugas Akhir : Penelitian Sifat Fisis dan Mekanis Besi Cor
Nodular/FCD 50 Hasil Pengecoran dengan Material Steel Scrap Tanpa
Inokulasi, Universitas Muhammadiyah Surakarta
Purnomo, S., 2004, Tugas Akhir : Proses Peramuan Bahan Baku Besi Cor Nodular
di dalam proses Pengecoran Dapur Kupola dengan Variasi Pasir Cetak,
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Rohyana, S., 1999, Pengetahuan dan Pengolahan Bahan, Humaniora Utama
Press, Bandung
22
Setyabudi, D., 2005, Tugas Akhir : Penelitian Sifat Fisis dan Mekanis Besi Cor
Nodular/FCD dengan Inokulasi Ferro Mangan, Universitas Muhammadiyah
Surakarta
Surdia, T.; Saito, S., 1985, Pengetahuan Bahan Teknik, Edisi ke-4, PT. Pradnya
Paramita, Jakarta
Surdia, T.; Chijiwa, K., 1987, Teknik Pengecoran Logam, Edisi ke-2, Cetakan
ke-7, PT. Pradnya Paramita, Jakarta
Van Vlack; Djaprie, S. (Alih Bahasa), 1992, Ilmu dan Teknologi Bahan, Edisi ke-5,
PT. Erlangga, Jakarta
Van Vliet, G.L.J.; Haroen (Alih Bahasa), 1984, Teknologi untuk Bangunan Mesin :
Bahan-bahan I, Cetakan ke-1, PT. Erlangga, Jakarta
__________ , 1958, ASM Hand Book Comitte Metallography and Microstructures,
Volume 7, American Society for Metal
Top Related