i

ANALISIS PENGARUH TEMPERING MENGGUNAKAN PEMANAS

INDUKSI PASCA QUENCHING DENGAN MEDIA OLI PADA BAJA AISI

1045 TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN NILAI KEKERASAN

SEBAGAI MATERIAL PENGGANTI PIN TRACK LINK BULLDOZER

Tugas Akhir

Diajukan untuk memenuhi sebagai syarat

Memperoleh gelar Sarjana Strata-1 Teknik Mesin

Diajukan oleh :

Dwi Setyo Agus Prakoso

NIM : 133010391

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS WAHID HASYIM

SEMARANG

2018

ii

iii

iv

v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

Manusia dapat dimatikan, Manusia dapat dihancurkan, Manusia dapat

dimusnahkan, Tetapi manusia tidak dapat dikalahkan selama manusia itu

masih setia pada dirinya sendiri atau ber SH.

Sepiro gedhening sengsoro, yen tinampo amung dadi cobo.

Sepi ing pamrih, rame ing gawe.

Surodiro joyo diningrat, lebur dining pangastuti.

PERSEMBAHAN

Puji syukur kepada Allah SWT atas segala rahmat dan hidayahnya yang

telah memberikan kekuatan ,kesehatan dan kesabaran.

Kepada kedua orang tuaku Bpk Sayudi & Ibu Ngatini, yang selalu tulus

merawatku dan memdidikku sampai bisa seperti ini.

Kepada kedua mertuaku Bpk Nafi’an & Ibu Rumiyati, yang telah

mengagapku lebih dari menantu atau seperti anak sendiri.

Kepeda istriku Nur Himatul Munawaroh, S.Pd yang paling aku cintai &

sayangi, selalu mendukungku dikala susah dan senang dan terima kasih

atas dukungannya.

Kepada kedua adek perempuanku, Sa’idatun Nafisah dan Lubna Setia

Maulida yang selalu menyemangatiku tanpa hentinya.

Untuk keluarga besarku Bpk Parjono (Abah), Ibu iswati, “Do’e”

Kamsinah, Ibu Susilowati (Pesek) terima kasih atas dukungan,

motivasinya dan tiada hentinya memberikan do’a untukku.

vi

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan rasa syukur Alhamdulillah penulis menyelesaikan

Tugas Akhir (TA) sebagai syarat meraih gelar Sarjana Strata-1 Fakultas Teknik

Jurusan Teknik Mesin Universitas Wahid Hasyim Semarang. Adapun judul dari

Tugas Akhir ini adalah “Analisis Pengaruh Tempering Menggunakan Pemanas

Induksi Pasca Quenching Dengan Media Oli Pada Baja Aisi 1045 Terhadap

Struktur Mikro Dan Nilai Kekerasan Sebagai Material Pengganti Pin Track

Link Bulldozer”

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kata sempurna,

karena keterbatasan pengetahuan serta pengalaman penulis, namun demikian

penulis telah bekerja keras dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini sampai

ditangan para pembaca

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mengucapkan terima kasih

atas sumbang saran kepada:

1. Bapak Helmy Purwanto, ST., MT. Selaku Dosen Pembimbing I dan

Dekan Fakultas Teknik Universitas Wahid Hasyim Semarang.

2. Bapak Darmanto. S.T., M. Eng. Selaku Ketua Program Studi Teknik

Mesin.

3. Bapak M. Dzulfikar, ST., MT. Selaku Dosen Pembimbing II

4. Bapak Imam Syafa’at, S.T., M. T. Selaku Dosen Wali

5. Bapak Bondan Respati, S.T., M.T. Selaku Ketua Program Studi Teknik

Mesin.

Akhir penulis mohon ma’af apabila ada kekurangan dalam penyusunan

Tugas Akhir ini, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang

bersifat membangun guna menyempurnakan laporan ini. Semoga Tugas Akhir ini

kelak bermanfaat bagi para pembaca. Terima kasih.

Semarang, Februari 2018

Penulis

vii

DAFTAR ISI

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

HALAMAN PENGESAHAN ……………………………………………............. ii

HALAMAN MOTTO ………………………………………………………….…… iv

HALAMAN PERSEMBAHAN ……………………………………………….….... v

KATA PENGANTAR …………………………………………………………...... vi

BAB I PENDAHULUAN ……………………………………………….………... 1

1.1 Latar Belakang …………………………………………………….……….. 1

I.2 Rumusan Masalah ……………………………………………….…………. 2

I.3 Batasan Masalah............................................................................................. 2

I.4 Tujuan Penelitian ………………………………………............................... 3

I.5 Manfaat Penelitian ……………………………………………………......... 3

1.6 Metode Penelitian............................................................................................ 4

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

BAB II KAJIAN PUSTAKA …………………………………………………….. 6

II.1 Tinjaun Pustaka ……………………………………………………………. 6

II.2 Landasan Teori ……………………………………………………………... 7

II.2.1 Kegagalan Pada Pin Track Link………………………………………….. 7

II.2.2 Perlakuan Permukaan Dengan Pemanas Induksi ………………………… 8

II.2.3 Klasifikasi Baja ………………………………………………………….... 14

II.2.4 Struktur Logam…………………………………….................................... 16

II.2.5 Perlakuan Panas (Heat treatment)................................................................ 20

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ………………………..……………….. 24

III.1 Diagram alir Penelitian …………………………………………….…….... 24

III.2 Bahan dan alat yang digunakan ……………………………....................... 29

III.2.1 Bahan atau Material …………………………………………….............. 29

viii

III.2.2 Alat-alat yang digunakan ……………………………………………...... 30

III.2.3 Parameter pengujian................................................................................... 36

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................. 38

IV.1 Komposisi Bahan.......................................................................................... 38

IV.2 Persebaran Nilai Kekerasan.......................................................................... 39

IV.3 Analisis hasil pengujian................................................................................. 41

IV.3.1 Analisis raw material pin dan pin pengganti track link bulldozer............... 41

IV.3.2 Hasil Pengujian Kekerasaan Quenching..................................................... 42

IV.3.3 Hasil uji kekerasan quenching yang dipilih dan dilanjutkan untuk proses

tempering.................................................................................................... 45

IV.3.4 Hasil Pengujian Kekerasan Tempering ...................................................... 47

IV.3.5 Grafik perbandingan................................................................................... 49

IV.3.6 Struktur mikro............................................................................................. 50

BAB V KESIMPULAN............................................................................................ 59

V.1 Kesimpulan..................................................................................................... 59

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………………... 60

LAMPIRAN............................................................................................................... 61

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Pin track link bulldozer........................................................................... 6

Gambar II.2 Pin track link bulldozer .......................................................................... 6

Gambar II.3 Arus eddy pada permukaan bahan.......................................................... 8

Gambar II.4 Intensitas fluks (B) dan intensitas medan magnet (H) pada benda

kerja......................................................................................................... 9

Gambar II.5 Residual induction and coercive force.................................................... 10

Gambar II.6 Distribusi arus pada sebuah konduktor tunggal jika dialiri.................... 11

Gambar II.7 Pengaruh frekuensi pemanasan induksi................................................. 12

Gambar II.8 Bentuk geometris kristal......................................................................... 15

Gambar II.9 Diagram fasa baja................................................................................... 16

Gambar II.10 Diagram temperatur tempering baja dengan komposisi

eutectoid.................................................................................................. 22

Gambar II.11 Perubahan fasa yang terjadi pada proses

tempering............................................................................................... 22

Gambar III.1 Pin track link ......................................................................................... 27

Gambar III.2 Bentuk dan dimensi pin rack link bulldozer........................................... 27

Gambar III.3 (a) Inverter (b) elemenpemanas (c) pompa............................................. 28

Gambar III.4 Alatpemanasinduksi............................................................................... 29

Gambar III.5 Alatujikekerasan..................................................................................... 30

Gambar III.6 Alatpengamatanstrukturmikro................................................................ 30

Gambar III.7 Termometer............................................................................................ 31

Gambar III.8 Termokople............................................................................................ 31

Gambar III.9 Clampmeter........................................................................................... 32

Gambar III.10 Multimeter............................................................................................ 32

Gambar IV.1 A spesimen pin track link dan B spesimen AISI 1045 setelah pengujian

kekerasan.............................................................................................. 41

Gambar IV.2 Grafik kekerasan spesimen pin track link dan spesimen AISI 1045...... 43

Gambar IV.3 Persebaran titik indentasi dari tepi pada pin AISI 1045 sebagai

pengganti pin track link bulldozer......................................................... 44

Gambar IV.4 Hasil kekerasan setelah quenching bagian A......................................... 44

Gambar IV.5 Hasil kekerasan setelah quenching bagian B.......................................... 45

x

Gambar IV.6 Hasil kekerasan setelah quenching bagian C......................................... 45

Gambar IV.7 Hasil kekarasan spesimen 1.1 setelah quenching................................... 47

Gambar IV.8 Hasil kekarasan spesimen 1.2 setelah quenching................................... 47

Gambar IV.9 Hasil kekarasan spesimen 1.3 setelah quenching................................... 47

Gambar IV.10 Grafik perbandingan kekerasan pasca quenching dan tempering

spesimen 1.1........................................................................................... 48

Gambar IV.11 Grafik perbandingan kekerasan pasca quenching dan tempering

spesimen 1.2........................................................................................... 49

Gambar IV.12 Grafik perbandingan kekerasan pasca quenching dan tempering

spesimen 1.3........................................................................................... 49

Gambar IV.13 Struktuk mikro pin track link bulldozer (a) bagian tepi

(b) bagian dalam perbesaran 200 x........................................................... 50

Gambar IV.14 Struktur mikro spesimen pin AISI 1045 perbesaran 200 x.................. 51

Gambar IV.15 Struktur mikro spesimen setelah quenching (a) bagian tepi

(b) bagian tengah (c) bagian dalam perbesaran 200 x............................. 52

Gambar IV.16 Struktur mikro spesimen 1.1 setelah tempering suhu 150oC

(a) bagian tepi (b) bagian tengah (c) bagian dalam................................... 54

Gambar IV.17 Struktur mikro spesimen 1.1 setelah tempering suhu 200oC

(a) bagian tepi (b) bagian tengah (c) bagian dalam................................... 55

Gambar IV.18 Struktur mikro spesimen 1.1 setelah tempering suhu 250oC

(a) bagian tepi (b) bagian tengah (c) bagian dalam................................... 56

xi

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Kesesuaian antara kandungan karbon dengan suhu pemanasan................ 20

Tabel III.1 Parameter alat yang terukur...................................................................... 37

Tabel IV.1 Komposisi unsur pada spesimen pin track link bulldozer.......................... 39

Tabel IV.2 Komposisi unsur pada baja AISI 1045..................................................... 40

Tabel IV.3 Hasil pengujian kekerasan raw material pin track link bulldozer.............. 41

Tabel IV.4 Hasil pengujian kekerasan spesimen AISI 1045 sebagai pengganti

material track link bulldozer...................................................................... 42

Tabel IV.14 Hasil stuktur mikro spesimen pin material AISI 1045 pasca

quenching dan tempering......................................................................... 57

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Hasil pengujian kekerasan setelah quenching......................................... 61

Lampiran 2 Hasil pengujian kekerasan quenching yang dilanjutkan untuk

proses tempering..................................................................................... 62

Lampiran 3 Hasil pengujian kekerasan setelah tempering......................................... 64

Lampiran A Tabel parameter proses quenching spesimen nomer 1............................ 66

Lampiran B Tabel parameter pengujian tempering 250oC......................................... 67

Lampiran C Sertifikat uji komposisi pin track link bulldozer.................................... 68

Lampiran D Sertifikat komposisi AISI 1045............................................................. 69

xiii

DAFTAR NOTASI

Lambang

a

l

ρ

𝑑∅/𝑑𝑡

Nama

Luas penampang

Panjang konduktor

Resitifitas

Fluks waktu

Satuan

m2

m

Ohm.m

Wb/s

F Frekuensi Hz

T Suhu oC

I Arus Ampere

T Waktu Detik

V Tegangan Volt

HN

R

Kekerasan

Tahanan bahan

HRC

Ohm

P Daya Watt

mm Jarak Milimeter

xiv

ABSTRAK

Pemanas induksi adalah proses pemanasan obyek menggunakan metode induksi

elektromagnetik, dimana arus yang menyebabkan pemanasan pada logam itu

sendiri. Pemanas induksi dapat digunakan dalam berbagai fungsi antara lain

pengerasan permukaan. Misalnya roda gigi tranmisi, carrier roller, pin, komponen

yang saling bergesekan akan mengakibatkan keausan. Salah satu cara untuk

mengurangi keausan adalah meningkatkan kekerasan permukan sehingga material

semakin keras tetapi tidak getas. Penelitian kali ini bertujuan untuk mengetahui

kekerasan, struktur mikro dari pin track link bulldozer dan untuk mengetahui

pengaruh temperatur tempering pasca quenching dengan media oli pada baja AISI

1045 terhadap struktur mikro dan kekerasan menggunakan mesin pemanas induksi

dengan variasi temperatur quenching dan tempering. Hasil pengujian pin track link

memperlihatkan bahwa nilai kekerasan rata-rata dan permukaan kekerasan inti 28

HRC dan struktur mikro memperlihatkan pada bagian tepi martensite dan bagian

dalam ferrite dan pearlite. Sedangkan pada baja AISI 1045 kekerasan maksimum

setelah mengalami proses quenching adalah 54,6 HRC dan setelah proses tempering

mengalami penurunan yaitu sebesar 49 HRC dan nilai kekerasan inti 26,1 HRC,

struktur mikro memperlihatkan martensite dibagian tepi spesimen, dan ferrite-

pearlite pada tengah spesimen.

Kata kunci: Pemanas induksi, quenching dan tempering, struktur mikro dan kekerasan

1