PENGARUH VARIASI MEDIA QUENCHING

TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN

HASIL PENGELASAN SMAW BAJA S45C

SKRIPSI

Oleh :

BAGUS SUPRIYADI NURDIN HAQ

K2513009

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Juli 2017

ii

PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Bagus Supriyadi Nurdin Haq

NIM : K2513009

Program Studi : Pendidikan Teknik Mesin

Menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul "PENGARUH VARIASI

MEDIA QUENCHING TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN

KEKERASAN HASIL PENGELASAN SMAW BAJA S45C" ini benar-

benar merupakan hasil karya saya sendiri. Selain itu, sumber informasi yang

dikutip dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam

daftar pustaka.

Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini hasil

jiplakan, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya.

Surakarta, Juli 2017

Yang membuat pernyataan

Bagus Supriyadi Nurdin Haq

iii

PENGARUH VARIASI MEDIA QUENCHING

TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN

HASIL PENGELASAN SMAW BAJA S45C

Oleh :

BAGUS SUPRIYADI NURDIN HAQ

K2513009

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Mendapatkan Gelar

Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Juli 2017

iv

v

vi

ABSTRAK

Bagus Supriyadi Nurdin Haq. K2513009. PENGARUH VARIASI

MEDIA QUENCHING TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN

KEKERASAN HASIL PENGELASAN SMAW BAJA S45C. Skripsi,

Surakarta: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret

Surakarta, Juli 2017.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh media

quenching terhadap struktur mikro dan nilai kekerasan pada baja S45C

sebelum (raw material) dan sesudah pengelasan menggunakan metode

pengelasan SMAW (Shielded Metal Arc Welding).

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen. Teknik analisis data

yang digunakan yaitu deskriptif komparatif. Alat yang digunakan untuk uji

struktur mikro dan kekerasan adalah Olympus Metallurgycal Microscope dan

Vickers Hardness Tester.

Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa: (1) hasil uji

struktur mikro menunjukkan peningkatan struktur martensit setelah

pengelasan. Pada raw material, struktur martensit belum terlihat, akan tetapi

pada hasil pengelasan menggunakan metode pengelasan SMAW dengan media

quenching air, oli dan udara menunjukkan bahwa struktur martensit sudah

terlihat merata. (2) Nilai kekerasan pada hasil pengelasan menunjukkan

adanya perbedaan tingkat kekerasan. Nilai kekerasan pada raw material baja

S45C sebesar 232 VHN. Spesimen dengan media air mempunyai rata-rata nilai

kekerasan paling tinggi yaitu 411 VHN, media oli mempunyai rata-rata nilai

kekerasan 308 VHN, media udara mempunyai rata-rata nilai kekerasan 263

VHN. Penelitian ini menunjukkan bahwa hasil pengelasan SMAW

menggunakan variasi media quenching mampu mengubah struktur mikro dan

nilai kekerasan baja S45C.

Kata kunci: SMAW, baja S45C, quenching, struktur mikro, kekerasan

vii

ABSTRACT

Bagus Supriyadi Nurdin Haq. K2513009. THE EFFECT OF

VARIATIONS QUENCHING MEDIA ON HARDNESS AND

MICROSTRUCTURE OF S45C STEEL SMAW WELDING PRODUCTS.

Thesis, Surakarta: Teacher Training and Education Faculty of Sebelas Maret

Surakarta University, July 2017.

The purpose of this research is to find out the effect of current on

microstructure and hardness value in S45C steel before (raw material) and

after welding using Shielded Metal Arc Welding (SMAW).

This research using experiment method. The Technique of data

analysis using descriptive comparative research. The instruments that used for

testing microstructure and hardness is Olympus Metallurgical Microscope and

Vickers Hardness Tester.

Based on the results of the research conclude that (1) the results of

the microstructure testing showed the improved martensite structure after

welding. In the raw material, martensite structure didn’t exist but the result of

SMAW welding methods using quenching media of water, oil, and air that

showed martensite structure was exist. (2) The hardness value of raw material

is 232 VHN. The specimen with water media had highest average hardness

value that is 411 VHN, oil media had average hardness value that is 308 VHN,

air media had lowest average hardness value that is 263 VHN. This research

showed that the result of SMAW welding using varying quenching media can

changed the microstructure and hardness of S45C steel.

Keywords: SMAW, S45C steel, quenching, microstructure, hardness

viii

MOTTO

"Ingat lima perkara sebelum lima perkara: muda sebelum tua, sehat sebelum

sakit, kaya sebelum miskin, lapang sebelum sempit, hidup sebelum mati"

"Man Jadda Wajada (siapa yang bersungguh-sungguh akan berhasil), Man

Shabra Zhafira (siapa yang sabar akan beruntung), Man Saara Ala Darbi

Washala (siapa yang berjalan di jalan-Nya akan mencapai tujuan)"

"Semakin keras usaha dan doˈa maka semakin keras pula hasil yang didapat"

(Bagus Supriyadi Nurdin Haq)

ix

PERSEMBAHAN

Segala Puji bagi Allah SWT kupanjatkan rasa syukur karena dengan

izin dan kuasa-Nya akhirnya dapat kupersembahkan karya ini untuk:

"Ibu dan Bapak Tercinta"

Terimakasih ibu dan bapak yang telah memberikan doa dan dukungan

dalam bentuk apapun di kehidupan saya. Terimakasih atas semua

pengorbanan dan kesabaran ibu dan bapak dalam mendidik dan membimbing

anak-anaknya. Saya mohon maaf yang sebesar-besarnya kepada ibu dan

bapak apabila saya sering membuat kesalahan baik yang saya sengaja

maupun tidak sengaja.

"Adik-Adikku Tercinta"

Terimakasih untuk kedua adikku Agus Ardiansyah N.H. dan Septiana

Ardiningsih yang telah ikut membantu dan mendoakan saya dalam hal

apapun. Kalian berdua harus lebih baik dari saya.

"Tim Pengelasan PTM 2013"

Terimakasih untuk kalian Anjas Nurcahyo Kurniawan, Irfan Adi

Wibowo dan Rizal Abdul Aziz yang telah menjadi sahabat dalam suka dan

duka untuk menyelesaikan skripsi kita ini.

"Keluarga Besar Pendidikan Teknik Mesin Angkatan 2013"

Terimakasih untuk bapak ibu dosen yang telah membimbing dan

memberikan ilmu yang sangat bermanfaat untuk saya. Terimakasih juga untuk

kalian semua teman-teman seperjuangan yang telah menjadi sahabat dan

keluarga baruku selama menempuh bangku perkuliahan. Terimakasih untuk

semua kenangan yang telah kita lalui.

"Almamaterku"

Terimakasih untuk keluarga besar civitas akademika Universitas

Sebelas Maret Surakarta atas ilmu yang sangat bermanfaat bagi saya.

x

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT atas segala nikmat dan karunia-Nya

sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul "PENGARUH

VARIASI MEDIA QUENCHING TERHADAP STRUKTUR MIKRO

DAN KEKERASAN HASIL PENGELASAN SMAW BAJA S45C".

Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan untuk

mendapatkan gelar Sarjana pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin,

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis menyadari bahwa terselesaikannya skripsi ini tidak terlepas dari

bantuan, bimbingan dan pengarahan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis

menyampaikan terimakasih kepada:

1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

2. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Fakultas Keguruan dan

Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Dr. Suharno, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing I yang telah

memberi bimbingan dan dukungan dalam penyusunan skripsi ini.

4. Dr.Eng. Nyenyep Sriwardani, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing II

yang telah memberi bimbingan dan dukungan dalam penyusunan

skripsi ini.

5. Drs. Ranto, MT. selaku Pembimbing Akademik yang telah memberi

bimbingan selama bangku perkuliahan.

6. Ibu dan Bapak yang telah memberikan doˈa, semangat dan bimbingan

dalam segala hal.

7. Teman-teman Pendidikan Teknik Mesin FKIP UNS Angkatan 2013.

8. Semua pihak yang ikut membatu dalam menyelesaikan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan

karena keterbatasan penulis. Meskipun demikian, penulis berharap semoga

skripsi ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca umumnya.

Surakarta, Juli 2017

Penulis

xi

DAFTAR ISI

Halaman

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

HALAMAN PERNYATAAN ...................................................................... ii

HALAMAN PENGAJUAN .......................................................................... iii

HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................... iv

HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... v

ABSTRAK .................................................................................................... vi

ABSTRACT .................................................................................................. vii

MOTTO ........................................................................................................ viii

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... ix

KATA PENGANTAR .................................................................................. x

DAFTAR ISI ................................................................................................. xi

DAFTAR TABEL ......................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xv

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xvi

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah ............................................................. 1

B. Identifkasi Masalah .................................................................... 3

C. Pembatasan Masalah .................................................................. 4

D. Rumusan Masalah ...................................................................... 4

E. Tujuan Penelitian ........................................................................ 4

F. Manfaat Penelitian ...................................................................... 5

BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA BERPIKIR DAN HIPOTESIS

A. Kajian Pustaka............................................................................ 6

1. Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Bahan...................................... 6

2. Baja dan Paduannya ............................................................... 7

3. Baja S45C ............................................................................... 10

4. Sifat Mampu Las Baja S45C .................................................. 10

5. SMAW (Shielded Metal Arc Welding)................................... 10

xii

6. Siklus Termal Daerah Las ...................................................... 12

7. Diagram Fasa Fe3C................................................................. 12

8. Perlakuan Panas (Heat Treatment) ......................................... 14

9. Quenching .............................................................................. 15

10. Diagram CCT ....................................................................... 16

11. Uji Struktur Mikro ................................................................ 17

12. Uji Kekerasan ....................................................................... 18

13. Penelitian yang Relevan ....................................................... 20

B. Kerangka Berpikir ...................................................................... 21

C. Hipotesis ..................................................................................... 22

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian .................................................... 23

B. Desain Penelitian ........................................................................ 24

C. Populasi dan Sampel .................................................................. 24

D. Teknik Pengambilan Sampel ..................................................... 25

E. Teknik Pengumpulan Data ......................................................... 26

F. Instrumen Penelitian ................................................................... 27

G. Teknik Analisis Data .................................................................. 29

H. Prosedur Penelitian .................................................................... 30

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian .......................................................................... 34

1. Hasil Pengamatan Struktur Mikro .......................................... 34

2. Hasil Uji Kekerasan ............................................................... 36

B. Pembahasan ................................................................................ 37

1. Analisis Hasil Pengamatan Struktur Mikro ............................ 37

2. Analisis Hasil Uji Kekerasan ................................................. 43

BAB V PENUTUP

A. Simpulan .................................................................................... 47

B. Implikasi ..................................................................................... 48

C. Saran ........................................................................................... 48

xiii

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 49

LAMPIRAN .................................................................................................. 51

xiv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Komposisi Baja S45C ................................................................ 10

Tabel 2.2 Kelebihan dan Kekurangan SMAW ........................................... 11

Tabel 4.1 Foto Mikro Spesimen Baja S45C Hasil Pengelasan SMAW ..... 35

Tabel 4.2 Hasil Uji Kekerasan Spesimen Baja S45C (Raw Material) ....... 36

Tabel 4.3 Hasil Uji Kekerasan Spesimen Baja S45C Pengelasan SMAW 37

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Skema Pengelasan SMAW .................................................... 11

Gambar 2.2 Daerah Pengelasan................................................................. 12

Gambar 2.3 Diagram Fasa Fe3C ................................................................ 13

Gambar 2.4 Diagram CCT ........................................................................ 17

Gambar 2.5 Kerangka Berpikir ................................................................. 21

Gambar 3.1 Desain Penelitian ................................................................... 24

Gambar 3.2 Sampel Penelitian .................................................................. 25

Gambar 3.3 Plat Baja S45C ....................................................................... 27

Gambar 3.4 Gerinda Tangan ..................................................................... 27

Gambar 3.5 Jangka Sorong ....................................................................... 27

Gambar 3.6 Bevel Sudut ........................................................................... 27

Gambar 3.7 Mesin Las SMAW ................................................................. 28

Gambar 3.8 Alat Uji Struktur Mikro Olympus PME................................. 28

Gambar 3.9 Alat Uji Kekerasan Vickers ................................................... 28

Gambar 3.10 Diagram Alur Penelitian ........................................................ 30

Gambar 3.11 Dimensi Spesimen Las .......................................................... 31

Gambar 4.1 Foto Mikro Spesimen Baja S45C (Raw Material) ................ 34

Gambar 4.2 Spesimen Uji Kekerasan........................................................ 36

Gambar 4.3 Diagram CTT (Continuous Cooling Transformation) .......... 37

Gambar 4.4 Struktur Mikro Raw Material Spesimen Baja S45C ............. 38

Gambar 4.5 Struktur Mikro Spesimen Baja S45C Media Pendingin Air 39

Gambar 4.6 Struktur Mikro Spesimen Baja S45C Media Pendingin Oli . 41

Gambar 4.7 Struktur Mikro Spesimen Baja S45C Media Pendingin Udara 42

Gambar 4.8 Titik Pengujian Kekerasan Vickers ....................................... 44

Gambar 4.9 Grafik Nilai Kekerasan Spesimen Baja S45C ....................... 44

Gambar 4.10 Diagram Rata-Rata Nilai Kekerasan Spesimen Baja S45C .. 45

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Izin Menyusun Skripsi ........................................................... 51

Lampiran 2. Presensi Seminar Proposal Skripsi ........................................ 53

Lampiran 3. Izin Penelitian ........................................................................ 56

Lampiran 4. Surat Pengantar Izin Penelitian ............................................. 58

Lampiran 5. Sertifikat Baja S45C .............................................................. 59

Lampiran 6. Laporan Pengelasan Spesimen .............................................. 60

Lampiran 7. Hasil Foto Mikro ................................................................... 61

Lampiran 8. Hasil Uji Kekerasan ............................................................... 62

Lampiran 9. Perhitungan Nilai Kekerasan ................................................. 63

Lampiran 10. Dokumentasi .......................................................................... 67