48

BAB IV

ANALISA DATA

4.1 Analisa Uji Metalografi

Pengujian Metalorgrafi untuk struktur mikro pada Balance Shaft , dengan

diketahuinya jenis struktur mikro pada material. Maka akan diketahui pula sifat

dari material itu sendiri. Pengamatan struktur mikro dilakukan setelah specimen

yang telah dipotong dilakukan pembingkaian, pemolesan dan pengetsaan.

Pengujian struktur mikro yang menggunakan Micro Hardenes Tester alat

ini digunakan untuk mengukur kekerasan suatu material dan dilengkapi dengan

mikroskop mikro,sehingga alat ini juga dapat digunakan untuk melakukan foto

mikro dengan pembesaran 10kali, 50 kali dan 100 kali.

Pengamatan struktur mikro dilakukan setelah sepesimen yang telah

dipotong, dilakukan pembingkaian, pemolesan, dan pengetsaan.

Gambar 4.1 Pembingkaian specimen pengujian metalografi

Setelah dilakukan pengetsaan pada specimen dengan tujuan untuk

menghilangkan batas butiran, maka selanjutnya .Pengujian dilakukan dengan

beberapa kali pembesaran untuk mengamati struktur mikro yang terdapat pada

sepesimen material balance shaft.

49

Berikut hasil pengujian struktur mikro pada Balance Shaft :

1. Pengamatan struktur mikro Balance Shaft dengan pembesaran normal.

Berikut hasil pengujian struktur mikro pada pembesaran 10x

Gambar 4.2 Spesimen1 struktur mikro dengan pembesaran 10x

Dari gambar 4.2 pembesaran 10x. batas butiran pada permukaan terlihat

jelas fasa ferrit dan perlit dengan diketahui fasa perlit (berwana gelap), dan

sisanya ferrit (berwarna terang), fasa ferrit terjadi pada temperatur 400ºC dengan

kelarutan karbon 0,008%

Gambar 4.3 Spesimen 1 strukturmikrodenganpembesaran50x

Dari gambar 4.3 pembesaran50x. batas butiran terlihat jelas fasa perlit dan

ferrit dengan diketahui fasa perlit (berwana gelap), ferrit (berwarnaterang) tetap

Pearlite

Ferrite

Pearlite

ferrite

Ferrite

Ferrite

50

masih mendominasi pada sisi permukaan untuk kelarutan kadar karbon pada ferrit

sebesar 0,008% pada temperatur 723ºC

Gambar 4.4 Spesimen 1 struktur mikro dengan pembesaran 100x

Dari gambar 4.4 pembesaran 100x. batas butiran terlihat jelas fasa perlit,

ferrit dengan diketahui fasa perlit (berwana gelap), Nampak jelas pada suatu

tempat terbentuk pada temperature dibawah 723ºC sampai 300ºC dengan kadar

karbon sebesar 0,8%. Sedangkan fasa ferrit (berwarna terang) masih terlihat

dominan pada setiap tempat permukaan dengan hitam untuk kelarutan karbon

0,008%

Gambar 4.5 Spesimen 2 struktur mikro dengan pembesaran 10x

Ferrite Perlite

pearlite

ferrite

51

Dari gambar 4.5 pembesaran 10x. batas butiran terlihat jelas fasa perlit dan

ferrit dengan diketahui fasa perlit (berwana gelap), fasa ferrit (berwarna terang)

Nampak jelas pada suatu tempat berbentuk pada temperature dibawah 723ºC

sampai 300ºC dengan kadar karbon sebesar 0,8%. Sedangkan fasa ferrit (berwarna

terang) masih terlihat dominan pada setiap tempat permukaan dengan hitam untuk

kelarutan karbon 0,008%

Gambar 4.6 Spesimen 2 struktur mikro dengan pembesaran50x

Dari gambar 4.6 pembesaran 50x. batas butiran pada permukaan

semangkin jelas fasa perlit dan ferrit. Untuk fasa perlit (berwana gelap), daerah

permukaan terlihat jelas dan untuk fasa ferrit (berwarna terang) tetap masih

mendominasi pada setiap sisi permukaan untuk kelarutan kadar karbon pada ferrit

sebesar 0,008% pada temperatur 723ºC.

Gambar 4.7 Spesimen 2 struktu rmikro dengan pembesaran100x

ferrite

ferrite

perlite

pearlite

52

Dari gambar 4.7 Dari pengamatan struktur mikro, memiliki fasa beragam

mulai dari ferrit dan perlit semangkin jelas pada pembesaran 100x. terlihat bercak

putih yang menandakan keberadaan ferrit (berwarna terang) pada struktur mikro

tersebut, temperatur 400ºC dengan kelarutan karbon 0,8% dengan fasa perlit

berwarna gelap terbentuk temperature dibawah 723º sampai 300ºC

Gambar 4.8 Spesimen 3 struktur mikro dengan pembesaran 10x

Dari gambar 4.8 pengamatan struktur mikro dengan pembesaran 10x.

batas butiran terlihat jelas fasa perlit dan ferrit dengan diketahui fasa perlit

(berwana gelap), Nampak jelas pada satu tempat terbentuk pada temperatur

dibawah 723ºC sampai 300ºC dengan kadar karbon sebesar 0,8%. Sedangkan fasa

ferrit (berwarna terang) masih terlihat dominan pada setiap tempat permukaan

dengan hitam kelarutan 0,008%

Gambar 4.9Spesimen 3 strukturmikrodenganpembesaran50x

Perlite

ferrite

ferrite

Perlite

Ferrite

53

Dari gambar 4.9 pengamatan struktur mikro dengan pembesaran 50x.

batas butiran terlihat jelas fasa perlit dan ferrit dengan diketahui fasa perlit

(berwana gelap), fasaferrit (berwarna terang) tetapi masih mendominasi pada

setiap sisi permukaan untuk kelarutan kadar karbon pada ferrit sebesar 0,008%

pada temperatur 723ºC

Gambar 4.10 Spesimen 3 struktur mikro dengan pembesaran 100x

Dari gambar 4.10 pengamatan struktur mikro dengan pembesaran 100x.

batas butiran terlihat jelas fasa perlit dan ferrit dengan diketahui fasa perlit

(berwana gelap), ferrit (berwarna terang) tetapi masih mendominasi pada setiap

sisi permukaan untuk kelarutan kadar karbon pada ferrit sebesar 0,008% pada

temperatur 723ºC.

Setelah melakukan pengamatan dari hasil uji metalografi dengan

pembesaran 10, 50 dan100 kali pembesaran bahwa material tersebut memiliki

banyak struktur mikro berjenis ferrit. Dimana apabila suatu material tersebut

memiliki struktur mikro ferrit maka sifat mekanis material tersebut memiliki

kekerasan yang lebih rendah karna kekuatannya kecil.

Pada gambar terlihat jelas banyak batas butiran tapi dengan ukuran yang

kecil. Ukuran batas butir ini mempengaruh kekuatan suatu bahan. Semangkin

kecil ukuran butirannya, semangkin halus permukaannya, maka semangkin kuat

material tersebut. Penguatan ini terjadi karena semangkin kecil ukuran butiran

maka akan semngkin kecil akan meningkatkan jumlah batas butiran yang

menghambat dislokasi

Ferrite

Perlite

54

4.2 Analisa Uji Bending

Berikut tabel dari hasil uji bending dengan spesimen material balance

shaft yang di lakukan di Politeknik Kampar.

Specimen Area

(mm^2)

Max.Force

(N)

0.2% Y.S

(N/mm^2)

Yield strengh

(N/mm^2)

Bending

Strengh

(N/mm^2)

Elongation

(%)

Sampel 1 210.960 22114.5 61.55 57.66 1310.35 17.02

Sampel 2 193.050 15294.4 18.33 43.05 1056.34 17.02

Tabel 4.1 Tabel Hasil Uji Bending

Pada pengujian bending ini menggunakan Three point bending adalah cara

pengujian yang menggunakan 2 tumpuan dan 1 penekan.

Pada pengujian bending spesimen 1 pada batang uji face bend tidak terdapat

retak dan porosity untuk batang uji root bend tidak terdapat retak, tidak terdapat crack.

Gambar 4.11 Hasil uji bending sampel 1

Gambar 4.12 Grafik tegangan dan regangan spesimen 1 uji bending material

55

Grafik diatas menunjukan beban maksimal sebesar 12164.5 N untuk specimen

uji bending pada Yield Strength dimana tidak terdapat cacat pada specimen uji.

Untuk Spesimen uji bending pada Tensile Strength beban Max. Force sebesar

22114.5 N tidak terdapat cacat pada specimen uji.

Pada pengujian bending spesimen 2 pada batang uji face bend tidak terdapat

retak dan porosity untuk batang uji root bend tidak terdapat retak, tidak terdapat crack..

Gambar 4.12 Hasil uji bending sampel 2

Gambar 4.14 Grafik tegangan dan regangan spesimen 2 uji bending material

56

Grafik diatas menunjukan beban maksimal sebesar 8311.6 N untuk specimen

uji bending padaYield Strength dimana tidak terdapat cacat pada spesimen uji.

Untuk Spesimen uji bending pada Tensile Strength beban Max. Force sebesar

15294.4 N tidak terdapat cacat pada spesimen uji.

4.3 Hasil Uji Komposisi Kimia

Pengujian komposisi kimia bertujuan untuk mengetahui komposisi apa

saja yang terkandung pada Balance shaft, dengan mengetahui komposisi material

yang terkandung pada specimen uji.

UNSUR PERSENTASE %

Al 21,334 %

Si 27,633 %

P 39,587 %

Cl 1,032 %

Ca 8,626 %

Ti 0,099 %

Cr 0,046 %

Fe 1,341 %

Ba 0,293 %

Tabel 4.2 hasil uji komposisi kimia pada Balance Shaft.

Dari hasil pengujian komposisi kimia pada specimenbalance shaftdan

adapun unsur-unsur yang ada pada spesimen balance shaft.Berikut ini pengaruh

unsur – unsur kimia terhadap baja paduan sebagai senyawa dengan unsur lainnya.

57

4.3.1 Aluminium ( Al )

Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan aluminium ( Al ) adalah

21,344 %, Pengaruh Unsur aluminium dalam baja dapat berfungsi sebagai

penstabil ferrite. Penambahan aluminium dalam baja akan meningkatkan

ketahanan terhadap oksidasi dan Kekuatan baja paduan Al sangat tinggiakan

tetapi ketangguhan sangat rendah, sedangkan ketahanan korosi baja paduan

Alsangat tinggi setara dengan baja tahan karat konvensional.

4.3.2 Silikon ( Si )

Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan nilai komposisi silikon

(si) adalah 27,633 %, nilai komposisi ini tidak sesuai dengan nilai komposisi yang

telah di tentukan. Pada baja dengan kandungan Silikon ( Si ) tinggi, atom-atom

yang menyusun unit sel akan tertata secara merata dan membentuk struktur jenuh

yang memiliki karakteristik seragam,serta sekaligus juga tingkat kerapuhan

bahandan sudah kehilangan kemampuan bentuknya.

4.3.3 Fosfor ( P )

Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan fosfor (P) adalah 39,587

% , nilai komposisi ini tidak sesuai dengan nilai komposisi yang telah di tentukan.

Pada paduan baja-karbon, kandungan P juga menjadi penyebab perapuhan baja

pada keadaan dingin yang ditunjukkan dengan peningkatan kekuatan namun

dengan demikian menurunkan mampu tariknya sebagaimana ditunjuKandungan P

tinggi (sampai dengan 0,6%) didalam baja, sebab P meningkatkan fluiditas cairan

sehingga mampu alirnya meningkat cukup tinggi.

4.3.4 Klorin ( Cl )

Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan klorin ( Cl ) adalah 1,032

%,Sifat klorin sebagai oksidator kuat, memudahkan klorin berikatan dengan

senyawa lain , Membentuk senyawa-senyawa yang bersifat racun seperti senyawa

organo klorin yang memiliki efek karsinogen.

4.3.5 Kalsium ( Ca )

Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan kalsium ( Ca ) adalah

8,626 %, Penambahan kalsium membuat struktur mikro yang dihasilkan lebih

halus dan jumlah fasa intermetalik meningkat dengan semakin meningkatnya

kandungan kalsium..

58

4.3.6 Titanium ( Ti )

Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan titanium ( Ti ) adalah

0,099 %, nilai komposisi ini tidak sesuai dengan nilai komposisi yang telah di

tentukan.Sifat Karbid Titanium memiliki kekerasan yang tinggi dan titik lebur

yang tinggi karena merupakan unsur logam keras.

4.3.7 Kromium ( Cr )

Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan kromiuim (Cr) adalah

0,046 %, nilai komposisi ini tidak sesuai dengan nilai komposisi yang telah di

tentukan. Kadar kromium di dalam besi mulai dari 1,5% dan dikeraskan dalam

oli. Kromium juga menyebabkan baja memiliki struktur butiran yang lebih halus,

dan kromium juga menyebabkan turunnya kecepatan pendinginan kritis yang

sangat besar. Salah satu pengaruh yang sangat signifikan dari kurangnya nilai

komposisi dapat menyebabkan menurunnya tetahanan korosi pada baja.

4.3.8 Besi ( Fe )

Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan besi ( Fe ) adalah 1,341

%, nilai komposisi ini tidak sesuai dengan nilai komposisi yang telah di

tentukan.Pada dasarnya komposisi baja ialah besi (Fe) dengan tambahan unsur

Karbon ( C ) sampai dengan 1.67% (maksimal). Dari hasil penelitian nilai

komposisi kimia pada besi ( Fe ) rendah mengakibatkan baja menurunnya

kekuatan tariknya dan kekuatan leleh pada baja.

4.3.9 Barium ( Ba)

Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan barium ( Ba ) 0,293 %,

Unsur barium ini berpengaruh sebagai pengeras pada baja, dan merupakan unsur

metalik, lunak. Kandungan unsur barium yang rendah juga menjadi penyebab

perapuhan baja pada keadaan dingin yang ditunjukkan dengan meningkatkan

fluiditas cairan sehingga mampu alirnya meningkat cukup tinggi.

Dari hasil penelitian yang di lakukan dapat di analisa akibat terjadinya

unbalance pada spesimen Balance Shaft adalah pengaruh kandungan unsur Fosfor

( F ) yang ada pada material balance shaft terlalu tinggi yaitu Fosfor (P)

39,587%,dimana sifat dari unsur tersebut yakni rapuhyang membuat nilai

kekerasan tiap masing masing balance shaft berbeda yakni ketika balance shaft

59

berkerja didalam silinder dimana temperatur bisa mencapai 82ºC - 92ºC didalam

silinder blok.jika terjadi panas yang berlebih maka akan terjadi pemuaian, pada

temperatur tersebut fasa ferrit mulai terbentuk.sehingga dianalisa nilai kekerasan

yang di peroleh masing-masing komponen memiliki sifat ulet. yang disebabkan

jumlah fasa ferrit terlalu dominan yang bisa dilihat pada pengujian metalorgrafi

sehingga kekerasan yang ada pada material tidak tinggi.

Sedangkan paduan unsur aluminium 21,334 % dan unsur silikon 27,633 %

, Panduan unsur aluminium dengan unsur silikon yang tinggi akan memberikan

kekerasan dan kekuatan tensil yang cukup besar, hingga mencapai 525 MPa pada

aluminium paduan yang dihasilkan pada perlakuan panas. Jika konsentrasi silikon

lebih tinggi dari 15%, tingkat kerapuhan baja akan meningkat secara drastis akibat

terbentuknya kristal granula silika.

Pada unsur Khrom (Cr) hanya memiliki jumlah yang sangat rendah hanya

(Cr) 0,046% dan tidak sesuai dengan standar Kadar kromium di dalam baja mulai

dari 1,5%, memiliki pengaruh yang hampir sama dengan mangan yaitu

meningkatkan ketangguhan, kemampuan untuk dikeraskan dan tahan terhadap

temperatur tinggi. Salah satu pengaruh yang sangat signifikan dengan

penambahan krom pada baja adalah meningkatkan ketahanan korosi .