program studi teknik mesin fakultas teknik ...eprints.ums.ac.id/77495/7/halaman depan.pdfalfatih...

i

TUGAS AKHIR

STUDI SIFAT FISIS DAN MEKANIS KARBONISASI PADAT

DENGAN ARANG DAUN BAMBU BERUKURAN 200 MESH

DAN ARANG HASIL SHAKERMILL

Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Disusun Oleh:

FAJAR RHAMADHANI

NIM : D200140258

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2019

vi

MOTTO

“Kesabaran tidak ada batasnya, karena Allah memerintahkan hambaNya

untuk bersabar dan menguatkan kesabaran kita. Sabar juga akan membawa

keberuntungan”

(Qs. Al Imran: 200)

“Kebanggaan kita yang terbesar adalah bukan tidak pernah gagal, tetapi

bangkit kembali setiap kali

kita jatuh"

(Confusius)

“Kesuksesan bukan tentang seberapa banyak uang yang kamu hasilkan, tapi

seberapa besar kamu bisa membawa perubahan untuk hidup orang lain”

(Michelle Obama)

“Barang siapa yang keluar mencari ilmu maka dia berada dijalan Allah”

(HR. Turmudzi)

vii

HALAMAN PERSEMBAHAN

Dengan penuh harap ridho Allah SWT, teriring perasaan syukur

dan sabar yang mendalam serta penghargaan yang tinggi, setelah

melewati berbagai ujian dalam perjuangan yang tak kenal lelah, Saya

persembahkan Tugas Akhir ini kepada:

➢ Bapak, Almh.Ibu dan seluruh Keluarga tercinta yang dengan segala

kasih sayang, kesabaran, keikhlasan dan pengorbanannya senantiasa

membimbing dan mendo’akanku.

➢ Teman-teman Teknik Mesin angkatan 2014 yang selalu menyemangati

dan hadir seperti Keluarga.

➢ Teman seperjuangan mahasiswa bimbingan Ir. H. Supriyono,ST, MT,

Ph.D yang selalu saling membantu dan berjuang bersama.

➢ Dosen Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah

membimbing saya di dalam perkuliahan.

➢ Bapak Muh. Alfatih Hendrawan,ST,MT selaku Pembimbing Akademik.

Saya berterimakasih atas pengarahan dan bimbingannya yang telah

banyak saya terima selama berada di Universitas Muhammadiyah

Surakarta.

➢ Bapak Ir. H. Supriyono,ST, MT, Ph.D selaku Pembimbing Utama

Tugas Akhir. Saya berterimakasih atas pengarahan dan bimbingannya

yang telah banyak Saya terima selama berada di Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

viii




Fajar Rhamadhani, Dr. Supriyono

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani PabelanTromol Pos I Pabelan, Kartasura

Email: [email protected]

ABSTRAK

Baja karbon rendah adalah baja yang memiliki kandungan karbon < 0,3 persen.

Proses carburizing bertujuan untuk penambahan unsur karbon dan perubahan sifat

pada logam. Dalam penelitian ini bahan yang digunakan untuk pembuatan arang

berasal dari daun bamb. Arang daun bamboo adalah suatu produk yang diperoleh

dari pembakaran tidak sempurna terhadap daun bambu. Penelitian ini menggunakan

alat shakermil untuk melakukan proses High Energi Ball Milling (HEBM). Alat ini

dimodifikasi sehingga bola baja saling bertumbukan dengan arang, dengan

kecepatan 900 Rpm selama 3 juta siklus, dengan ukuran bola baja ¼ inchi. Dari

pengujian ini selanjutnya baja karbon diuji dalam pengujian struktur mikro dan

kekerasan vikers. Pengujian struktur mikro bertujuan untuk mengetahui fase yang

terdapat pada permukaan baja karbon sebelum dan sesudah dilapisi arang daun

bambu. Pada pengujian kekerasan vikers yang dilakukan pada baja karbon

bertujuan untuk mengetahui nilai kekerasan setelah dilapisi arang daun bambu.

Kata kunci : Baja karbon rendah, Carburizing, struktur mikro, Vikers.

ix




Fajar Rhamadhani, Dr. Supriyono

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Pabelan Tromol Pos I Pabelan, Kartasura

Email: [email protected]

ABSTRACT

Low carbon steel is steel that has a carbon content of

x

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb

Segala puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat dan Hidayahnya sehingga penulis mampu menyelesaikanTugas Akhir

ini dengan baik.

Tugas Akhir yang berjudul “STUDI SIFAT FISIS DAN MEKANIS

KARBONISASI PADAT DENGAN ARANG DAUN BAMBU

BERUKURAN 200 MESH DAN ARANG HASIL SHAKERMILL”

disusun untuk memenuhi persyaratan Sidang Sarjana S-1 pada Jurusan

Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhamadiyah Surakarta.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan

dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan

terimakasih kepada:

1. Bapak Ir. H. Sri Sunarjono MT, Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Ir. Subroto, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Muh. Alfatih Hendrawan,ST,MT selaku Pembimbing Akademik

yang telah banyak membimbing saya selama berada di Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

4. Bapak Ir. Supriyono, MT, Ph.D selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir

yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk dalam

penyusunan Tugas Akhir ini.

5. Dosen Jurusan Teknik Mesin beserta Staff Tata Usaha Fakultas Teknik.

xi

6. Almh.Ibu tercinta yang senantiasa selalu mencintai, memberikan

dukungan dan mendo’akan semasa hidupnya,hingga penulis dapat

menyelesaikan studi.

7. Bapak tercinta yang telah memberikan do’a dan dukungan baik moril

maupun materil dalam menyelesaikanTugas Akhir ini.

8. Teman - teman Teknik Mesin angkatan 2014 yang sudah banyak

membantu saya dan mendukung saya dalam perkuliahan selama di

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

9. Teman seperjuangan mahasiswa bimbingan Ir. H. Supriyono, MT, Ph.D

yang sudah banyak membantu saya dalam menyelsaikan Tugas Akhir ini.

Akhir kata, penulis mohon maaf sebelum dan sesudahnya, jika

sekiranya terdapat kesalahan dan kekurangan dalam penulisan Tugas Akhir

ini, yang disebabkan adanya keterbatasan – keterbatasan antara lain waktu,

dana, literature yang ada dan pengetahuan yang penulis miliki. Harapan

penulis semoga laporan ini bermanfaat untuk pembaca.

Tugas Akhir ini semoga dapat bermanfaat khususnya bagi penulis dan

pihak lain yang membutuhkan, Aamin ya Robbaal alamin.

Wassalamu’alaikum. Wr. Wb.

Surakarta, Juli 2019

Penulis

xii

DAFTAR ISI

Halaman Judul .............................................................................................. i

Halaman Pernyataan Keaslian Tugas Akhir ................................................. ii

Halaman Persetujuan .................................................................................. iii

Halaman Pengesahan ................................................................................. iv

Lembar Soal Tugas Akhir ............................................................................ v

Halaman Motto ............................................................................................ vi

Halaman Persembahan ............................................................................... vii

Abstrak ....................................................................................................... viii

Kata Pengantar ............................................................................................ x

Daftar Isi ...................................................................................................... xii

Daftar Gambar ............................................................................................ xv

Daftar Tabel ................................................................................................ xvi

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah ............................................................ 1

1.2 Perumusan Masalah ................................................................. 2

1.3 Batasan Masalah ...................................................................... 2

1.4 Tujuan Penelitian ...................................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian .................................................................... 3

1.6 Sistematika Penulisan ............................................................... 3

xiii

BAB II DASAR TEORI

2.1 Tinjuan Pustaka ......................................................................... 5

2.2 Landasan Teori ......................................................................... 6

2.2.1 Baja .................................................................................. 6

2.2.2 Tumbukan ........................................................................ 7

2.2.3 Diagram Fasa Fe-C ........................................................... 8

2.2.4 Strukturmikro ................................................................... 13

2.2.5 Uji Kekerasan Vikers ....................................................... 16

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Alir ............................................................................. 18

3.2 Bahan dan Alat ......................................................................... 19

3.2.1 Bahan ............................................................................. 19

3.2.2 Alat .................................................................................. 21

3.3 Langkah-Langkah Pembuatan Bahan Penelitian ...................... 26

3.4 Langkah Penelitian ................................................................... 27

3.5 Teknik Analisa .......................................................................... 27

3.5.1 Pengamatan Struktur Mikro ............................................. 27

3.5.2 Pengamatan Kekerasan .................................................. 28

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Pembahasan Pengujian Struktur Mikro .................................... 29

4.1.1 Pengujian Struktur Mikro Dengan Arang 200 Mesh ......... 29

4.1.2 Pengujian Struktur Mikro Dengan Arang Hasil Shakermill 31

4.2 Pembahasan Pengujian Kekerasan Vikers ............................... 33

xiv

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan .............................................................................. 36

5.2 Saran ....................................................................................... 37

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Fasa Fe-C ................................................................ 9

Gambar 2.2 Struktur Mikro Baja Karbon Ultra Rendah Seluruhnya Ferrite 10

Gambar 2.3 Uji Kekerasan Vikers ............................................................. 16

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .......................................................... 18

Gambar 3.2 Baja karbon rendah ............................................................... 19

Gambar 3.3 Serbuk arang daun bambu .................................................... 19

Gambar 3.4 Resin..................................................................................... 20

Gambar 3.5 Larutan HNO3 ...................................................................... 20

Gambar 3.6 Penumbuk ............................................................................. 21

Gambar 3.7 Ayakan 200 mesh ................................................................. 21

Gambar 3.8 Bola baja ............................................................................... 22

Gambar 3.9 Tabung shakermill ................................................................. 23

Gambar 3.10 Shakermill ........................................................................... 23

Gambar 3.11 Cawan ................................................................................. 24

Gambar 3.12 Furnace .............................................................................. 24

Gambar 3.13 Gerinda potong ................................................................... 25

Gambar 3.14 Amplas ................................................................................ 25

Gambar 3.15 Autosol ................................................................................ 26

Gambar 3.16 Alat uji struktur mikro ........................................................... 28

Gambar 3.17 Alat uji kekerasan vikers...................................................... 28

xvi

Gambar 4.1 Struktur mikro baja karbon arang 200 mesh bagian tepi dengan

perbesaran 100x ....................................................................................... 29

Gambar 4.2 Struktur mikro baja karbon arang 200 mesh bagian transisi

dengan perbesaran 100x .......................................................................... 30

Gambar 4.3 Struktur mikro baja karbon arang 200 mesh bagian tengah


Gambar 4.4 Struktur mikro baja karbon arang hasil shakermill bagian tepi


Gambar 4.5 Struktur mikro baja karbon arang hasil shakermill bagian transisi


Gambar 4.6 Struktur mikro baja karbon arang hasil shakermill bagian tengah


Gambar 4.7 Perbandingan kekerasan antara baja karbon arang 200 mesh

dan baja karbon arang hasil shakermill ..................................................... 35

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Nilai kekerasan baja karbon dengan arang 200 mesh ............... 33

Tabel 4.2 Nilai kekerasan baja karbon dengan arang hasil shakermill ...... 34

COVER LAPORAN TA.pdf (p.1)Dokumen laporan ta fajar.pdf (p.2-5)HALAMAN DEPAN.pdf (p.6-22)

program studi teknik mesin fakultas teknik ...eprints.ums.ac.id/77495/7/halaman depan.pdfalfatih...

Documents