jurusan teknik mesin fakultas teknik universitas …eprints.umm.ac.id/45478/1/pendahuluan.pdf ·...
Post on 30-Oct-2020
3 Views
Preview:
TRANSCRIPT
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
Gambar 4.4 Hasil proses carburizing arang bonggol jagung dengan waktu
penahanan 60 menit ......................................................................................... 34
Gambar 4.5 Hasil proses carburizing arang bonggol jagung dengan waktu
penahanan 90 menit ......................................................................................... 34
Gambar 4.6 Hasil proses carburizing arang bonggol jagung dengan waktu
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
Gambar 4.11 Hasil proses carburizing arang tempurung kelapa dengan waktu
penahanan 60 menit ......................................................................................... 38
Gambar 4.12 Hasil proses carburizing arang tempurung kelapa dengan waktu
penahanan 90 menit ......................................................................................... 39
Gambar 4.13 Hasil proses carburizing arang tempurung kelapa dengan waktu
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.
top related