ANALISA SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA PIN PISTON ... S IFAT FISIS DAN MEKANIS PADA PIN PISTON MENGGUNAKAN…

Download ANALISA SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA PIN PISTON ... S IFAT FISIS DAN MEKANIS PADA PIN PISTON MENGGUNAKAN…

Post on 11-Apr-2019

212 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

<p>i </p> <p>TUGAS AKHIR </p> <p>ANALISA SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA PIN PISTON MENGGUNAKAN BANTALAN DAN TANPA BANTALAN </p> <p>Diajukan untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana S1 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik </p> <p>Universitas Muhammadiyah Surakarta </p> <p>Disusun : </p> <p>MOHAMAD HENDRIK NIM : D 200 040 072 </p> <p> JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA </p> <p>2011 </p> <p>ii </p> <p>PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI </p> <p>Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul : </p> <p>ANALISA SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA PIN PISTON MENGGUNAKAN BANTALAN </p> <p>DAN TANPA BANTALAN yang dibuat untuk memenuhi sebagian syaratmemperoleh derajat sarjana S1 </p> <p>pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah </p> <p>Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi </p> <p>dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai untuk </p> <p>mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah </p> <p>Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya </p> <p>saya cantumkan sebagaimana mestinya. </p> <p>Surakarta, Ferbruari 2011 </p> <p>Yang menyatakan </p> <p>Mohamad Hendrik </p> <p>iii </p> <p>HALAMAN PERSETUJUAN </p> <p> Tugas akhir berjudul Analisa Sifat Fisis dan Mekanis pada Pin Piston </p> <p>Menggunakan Bantalan dan Tanpa Bantalan, telah disetujui oleh </p> <p>Pembimbing Tugas Akhir dan diterima untuk memenuhi sebagian </p> <p>persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin </p> <p>Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta </p> <p>Dipersiapkan oleh : </p> <p>Nama : Mohamad Hendrik </p> <p>N I M : D 200 040 072 </p> <p>Disetujui pada : </p> <p>Hari : </p> <p>Tanggal : </p> <p>Mengetahui </p> <p>Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping </p> <p>(Ir. Ngafwan, MT.) (Agus Yulianto , ST, MT.) </p> <p>iv </p> <p>HALAMAN PENGESAHAN </p> <p> Tugas akhir berjudul Analisa Sifat Fisis dan Mekanis pada Pin Piston </p> <p>Menggunakan Bantalan dan Tanpa Bantalan, telah dipertahankan </p> <p>dihadapan Tim Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian </p> <p>syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas </p> <p>Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta </p> <p>Dipersiapkan oleh : </p> <p>Nama : Mohamad Hendrik </p> <p>N I M : D 200 040 072 </p> <p>Disahkan pada : </p> <p>Hari : </p> <p>Tanggal : </p> <p>Tim Penguji : </p> <p>Ketua : Ir. Ngafwan, MT. ................................... </p> <p> Anggota 1 : Agus Yulianto, ST, MT. ................................... </p> <p> Anggota 2 : Ir. Bambang Waluyo Febriantoko, MT. ................................... </p> <p>Dekan Ketua Jurusan </p> <p>(Ir. Agus Riyanto , MT.) (Ir. Sartono Putro, MT.) </p> <p>v </p> <p>vi </p> <p>HALAMAN MOTTO </p> <p> Keberanian tidak membutuhkan bunga-bunga kata </p> <p> Makin banyak orang belajar, makin sadarlah dia betapa </p> <p>sedikitnya yang diketahuinya </p> <p> Lupakanlah perbuatan anda yang telah lalu, dan taruhlah </p> <p>didada apa yang sedang anda lakukan sekarang </p> <p> Ilmu yang tidak diamalkan adalah ibarat pohon tidak </p> <p>berbuah </p> <p>vii </p> <p>ANALISA SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA PIN PISTON MENGGUNAKAN BANTALAN DAN TANPA BANTALAN </p> <p> Mohamad Hendrik, Ngafwan, Agus Yulianto </p> <p>Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura </p> <p>email : mohamad.hendriksun@gmail.com </p> <p>ABSTRAKSI </p> <p>Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui hasil uji komposisi kimia, struktur mikro dan kekerasan pada spesimen pin piston menggunakan bantalan (Yamaha F 1ZR) dan pin piston tanpa bantalan (Tokei Genset dan Yamaha Yupiter Z). </p> <p>Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pin piston suku cadang asli dan baru sepeda motor Yamaha F1ZR, Yamaha Yupiter Z dan pin piston genset merk Tokei. Pengujian yang dilakukan adalah : uji kompoisi kimia, uji struktur mikro dan uji kekerasan. </p> <p>Dari hasil uji komposisi kimia pada pin piston, merk Yamaha F1 ZR didapatkan unsur utama : besi (Fe) = 97,2 %, khrom (Cr) = 0,933 %, mangan (Mn) = 0,734 %, karbon (C) = 0,409 %, silikon (Si) = 0,195 % dan molibdenum (Mo) = 0,185 %. Merk Tokei Genset unsur utama : besi (Fe) = 98,5 %, mangan (Mn) = 0,657 % dan karbon (C) = 0,357 %. Merk Yamaha Jupiter Z unsur utama : besi (Fe) = 97,1 %, khrom (Cr) = 0,958 %, mangan (Mn) = 0,771 %, karbon (C) = 0,443 %, silikon (Si) = 0,203 %, molibdenum (Mo) = 0,180 % dan phospor (P) = 0,102 %. Dari hasil pengamatan struktur mikro pada pin piston Tokei Genset didapatkan martensit temper butiran kasar dan austenit sisa. Untuk pin piston Yamaha F1 ZR didapatkan : karbida dan ferit. Sedangkan pin piston Yamaha Jupiter Z didapatkan martensit temper butiran halus dan austenit sisa. Dari uji kekerasan didapatkan harga kekerasan rata-rata pin piston dengan bantalan : Yamaha F1 ZR sebesar 602,3 VHN lebih tinggi daripada pin piston tanpa bantalan yaitu : Yamaha Jupiter Z sebesar 529,9 VHN dan Tokei Genset sebesar 441,3 VHN. Kata-kata kunci : pin piston, Tokei Genset, Yamaha Jupiter Z, Yamaha F1 ZR </p> <p>viii </p> <p>KATA PENGANTAR </p> <p>Assalamualaikum Wr. Wb. </p> <p>Segala puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan </p> <p>karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas </p> <p>Akhir. Shalawat dan salam mudah-mudahan tetap pada junjungan kita Nabi </p> <p>Muhammad SAW, keluarga serta sahabatnya. </p> <p>Penyusunan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus </p> <p>ditempuh guna meraih gelar Sarjana pada Jurusan Teknik Mesin, </p> <p>Universitas Muhammadiyah Surakarta. Melalui penyusunan Tugas Akhir ini </p> <p>diharapkan dapat menambah wawasan dan pengalaman bagi penulis, </p> <p>sehingga dapat menjadi bekal dikemudian hari. </p> <p>Banyak hambatan yang menimbulkan kesulitan dalam menyelesaikan </p> <p>penulisan Tugas Akhir ini, namun berkat bantuan dari berbagai pihak </p> <p>akhirnya kesulitan yang timbul dapat teratasi. Untuk itu atas segala bentuk </p> <p>dan bantuannya, penyusun menyampaikan terima kasih kepada yang </p> <p>terhormat : </p> <p>1. Ir. Agus Riyanto, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas </p> <p>Muhammadiyah Surakarta beserta staf yang telah memberikan </p> <p>kesempatan pada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. </p> <p>2. Ir. Sartono Putro, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas </p> <p>Muhammadiyah Surakarta yang telah memberikan ijin untuk penulisan </p> <p>Tugas Akhir ini. </p> <p>3. Ir. Ngafwan, MT., selaku pembimbing utama yang dengan sabar dan teliti </p> <p>membimbing dan mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan </p> <p>Tugas Akhir ini. </p> <p>ix </p> <p>4. Agus Yulianto, ST, MT., selaku pembimbing pendamping yang telah </p> <p>meluangkan waktu berkenan memberikan petunjuk dan mengarahkan </p> <p>penulisan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. </p> <p>5. Bapak, Ibu, Kakak Adek terima kasih atas kesabaran, perjuangan, doa </p> <p>dan kasih saying kalian. </p> <p>6. Sahabat-sahabatku angkatan 2004, yang selalu mendukung dan </p> <p>memberikan semangat selama meniti bangku kuliah di Kampus Pabelan. </p> <p>7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu, terima </p> <p>kasih atas doa dan dukungannya. </p> <p>Penulis menyadari sepenuhnya dalam penyusunan Tugas Akhir ini </p> <p>masih banyak kekurangannya baik materi, bahasa maupun penyusunannya. </p> <p>Akhir kata, penulis berharap mudah-mudahan Tugas Akhir ini bermanfaat </p> <p>bagi penulis khususnya dan semua pihak yang berkepentingan. </p> <p>Wassalamualaikum Wr. Wb. </p> <p>Surakarta, Desember 2011 </p> <p>Mohamad Hendrik </p> <p>x </p> <p>DAFTAR ISI </p> <p> Halaman Judul ................................................................................................ i Pernyataan Keaslian Skripsi ....................................................................... ii Halaman Persetujuan .................................................................................... iii Halaman Pengesahan ................................................................................... iv Lembar Soal Tugas Akhir ............................................................................ v Halaman Motto ................................................................................................ vi Abstraksi .......................................................................................................... vii Kata Pengantar ............................................................................................... viii Daftar Isi ............................................................................................................ x Daftar Gambar ................................................................................................. xi Daftar Tabel ...................................................................................................... xii Daftar Lampiran .............................................................................................. xiii BAB I PENDAHULUAN ............................................................................ 1 </p> <p>1.1. Latar Belakang ....................................................................... 2 1.2. Tujuan Penelitian ................................................................... 2 1.3. Manfaat Penelitian ................................................................. 3 1.4. Pembatasan Masalah ........................................................... 3 </p> <p>BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI .................... 4 2.1. Tinjauan Pustaka ................................................................... 4 2.2. Landasan Teori ...................................................................... 6 2.3. Diagram Transformasi untuk Pendinginan .......................... 19 2.4. Pengaruh Unsur Paduan pada Baja .................................. 20 2.5. Pengujian Bahan dalam Penelitian Metalurgi .................... 22 </p> <p> BAB III METODOLOGI PENELITIAN ...................................................... 32 </p> <p>3.1. Diagram Alir Proses Penelitian ........................................... 32 3.2. Bahan dan Alat Penelitian .................................................... 33 3.3. Pembuatan Spesimen .......................................................... 35 3.4. Pelaksanaan Pengujian ........................................................ 35 </p> <p>BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .............................. 43 4.1. Hasil Pengujian Komposisi Kimia ....................................... 43 4.2. Hasil Pengamatan Struktur Mikro ....................................... 47 4.3. Hasil Pengujian Kekerasan .................................................. 50 </p> <p>BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 52 5.1. Kesimpulan ............................................................................. 52 5.2. Saran ....................................................................................... 53 </p> <p> DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAMPIRAN </p> <p>xi </p> <p> Gambar 2.1. Diagram fasa Fe-C ................................................................ 9 Gambar 2.2. Fasa austenit .......................................................................... 10 Gambar 2.3. Fasa ferit ................................................................................. 11 Gambar 2.4. Fasa perlit ............................................................................... 11 Gambar 2.5. Fasa bainit .............................................................................. 12 Gambar 2.6. Fasa martensit ....................................................................... 13 Gambar 2.7. Fasa sementit ......................................................................... 14 Gambar 2.8. Grafik Fe-Cr ............................................................................ 15 Gambar 2.9. Diagram besi-mangan .......................................................... 16 Gambar 2.10. Karbida tampak berukuran kecil-kecil (putih dan bagian dasar kelabu) dan sebagai matriknya ferit ......................... 17 Gambar 2.11. Martensit temper butir kasar hasil pencelupan minyak pada 1121C dan panas 2 x 2 jam temper 593 C .......... 17 Gambar 2.12. Martensit temper butir halus hasil pencelupan air pada 1232C dan 1x temper 566 C selama 2 jam ......... 17 Gambar 2.13. Diagram Isothermal (IT) atau TTT / Time Temperature Transformation ............................................... 18 Gambar 2.14. Proses austempering diagram Isothermal (IT) atau TTT / Time Temperature Transformation ................. 19 Gambar 2.15. Proses tempering diagram Isothermal (IT) atau TTT / Time Temperature Transformation ................. 19 Gambar 2.16. Proses proses martempering diagram Isothermal (IT) atau TTT / Time Temperature Transformation ................... 20 Gambar 2.17. Hubungan antara kekerasan, kadar karbon dan keausan 24 Gambar 2.18. Pengamatan struktur mikro dengan mikroskop ................ 27 Gambar 2.19. Bagan pengujian Rockwell-C (cone) .................................. 28 Gambar 2.20. Bagan pengujian Rockwell-B .............................................. 29 Gambar 2.21. Metode pengukuran Brinell .................................................. 31 Gambar 2.22. Metode pengukuran Vickers ................................................ 32 Gambar 3.1. Diagram alir penelitian .......................................................... 34 Gambar 3.2. Spesimen pin piston menggunakan bantalan ............... 35 Gambar 3.3. Spesimen pin piston tanpa bantalan ................................. 35 Gambar 3.4. Metal Cut ................................................................................. 38 Gambar 3.5. Spesimen uji komposisi kimia ............................................. 41 Gambar 3.6. Alat uji komposisi kimia Optical Emission Spectrometer 41 Gambar 3.7. Olympus Metallurgical Microscope dan Olympus Photomicrographic System ......................... 43 Gambar 3.8. Spesimen pengujian kekerasan .......................................... 44 Gambar 3.9. Macro Vickers Hardness Tester .......................................... 44 Gambar 4.1. Foto struktur mikro pin piston menggunakan bantalan (Yamaha F1 ZR) dengan perbesaran 200 ..................... 49 Gambar 4.2. Foto struktur mikro pin piston tanpa bantalan (Tokei Genset) dengan perbesaran 200 ...................................................... 49 Gambar 4.3. Foto struktur mikro pin piston tanpa bantalan (Yamaha Jupiter Z) dengan perbesaran 200 ................ 49 Gambar 4.4. Histogram perbandingan distribusi harga kekerasan pin piston .................................................................................. 51 </p> <p>DAFTAR GAMBAR </p> <p>xii </p> <p>DAFTAR TABEL </p> <p>Tabel 2.1. Beberapa macam heat treatment baja ................................... 20 Tabel 3.1. Jumlah spesimen dan jenis pengujian .................................. 36 Tabel 4.1. Hasil pengujian komposisi kimia pin piston ...................</p>