skripsi / tugas akhir laju korosi lapisan krom pada...
TRANSCRIPT
SKRIPSI / TUGAS AKHIR
EDI SUTRISNO (20407297)
JURUSAN TEKNIK MESIN
LAJU KOROSI LAPISAN KROM PADA KNALPOT
BERBAHAN BAJA KARBON AISI 1010
PENDAHULUAN
Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat
reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di
lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa
yang tidak dikehendaki.
Korosi logam umumnya adalah berupa oksida atau
karbonat, korosi dapat juga diartikan sebagai serangan
yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia
atau elektrokimia dengan lingkungan.
PERMASALAHAN
Ruang lingkup permasalahan ini terfokus pada bahan
exhaust knalpot yang menggunakan material baja
karbon AISI 1010 dilapisi krom keras, yang kemudian
dilakukan dua proses pengujian yaitu uji struktur mikro
(metalografi) dan uji kekerasan Rockwell.
1. Untuk mengetahui laju korosi pada bahan knalpot tersebut
yang telah dilakukan proses pemanasan dengan suhu dan
waktu yang berbeda.
2. Metode pengujian yang dilakukan melalui pengamatan
strukturmikro (metalografi), serta uji kekerasan rokcwell.
PEMBATASAN MASALAH
LANDASAN TEORI
Korosi merupakan kerusakan akibat reaksi dengan lingkungan
sekitarnya, pendekatan korosi secara umum melibatkan faktor-
faktor sebagai berikut :
1. Logam. Komposisi, struktur atom, keheterogenan struktur
secara mikroskopik dan tegangan (tarik, tekan dan siklus).
2. Lingkungan. Sifat kimia, konsentrasi bahan reaktif dan
pengotor, tekanan,suhu, kecepatan dan lain-lain.
FENOMENA KOROSI
Karakteristik korosi logam dapat dibedakan menjadi 2 yaitu:
Karakteristik Makro
Karakteristik makro merupakan ciri-ciri kelelahan yang
dapat diamati secara visual (dengan mata telanjang atau
dengan kaca pembesar).
Karakteristik Mikro
Karakteristik mikro hanya dapat diamati dengan
menggunakan mikroskop.
KARAKTERISTIK KOROSI LOGAM
KLASIFIKASI KOROSIUntuk mengetahui perihal korosi ada 5 jenis korrosi menurut prosesnya, yaitu :
1. Jenis korosi yang terjadi melalui proses elektrokimia :
a. Korosi Atmosfer
b. Korosi Galvanis
c. Korosi Arus Liar
d. Korosi Air Laut
e. Korosi Tanah (Soil Corrosion)
f. Oxygen Concentration Cell
2. Jenis korosi yang terjadi melalui proses kimia :
a. Korosi Pelarutan Selektif
b. Korosi Merkuri
c. Korosi Asam (Acid Corrosion)
d. Korosi Titik Embun (Dew Point Corrosion)
e. Korosi Grafitisasi
3. Jenis korosi yang terjadi melalui proses elektro kimia, kimia dan fisik :
a. Korosi Erosi
b. Korosi Regangan
4. Jenis korosi yang terjadi akibat kerusakan mekanis :
a. Korosi Gesekan
b. Korosi Kelelahan (Corrosion Fatigue)
c. Korosi Erosi
5. Jenis korosi yang terjadi akibat pada suhu tinggi :
a. Oksidasi
Cacat
Studi Literatur
Material
Exhaust Knalpot
Pemotongan Specimen
Exhaust Knalpot
Pengujian
(Metalografi
dan Rockwell)
Pengambilan
Data
Selesai
Baik
Diagram Alir Proses Penelitian Mulai
Baik
KOMPOSISI BAHAN
KOMPOSISI BAHAN
BAJA KARBON
AISI 1010
C
%
Mn
%
P
%
S
%
0,08-0,13 0,30-0,60 0,04 0,05
UJI METALOGRAFIDiagram Alir Uji Metalografi :
Mulai
Pengamplasan
(Grinding)
Pemolesan
(Polishing)
Pengetsaan
(Etching)
Struktur Mikro
Selesai
Sampel Korosi
Exhaust Knalpot
Kesimpulan
Analisa
Baik
Cacat
UJI KEKERASAN ROCKWELL
Diagram Alir Uji Kekerasan :
Pengujian Bahan
Mulai
Sampel Korosi
Exhaust Knalpot
Pengambilan
Data
Selesai
HASIL DAN
PEMBAHASANSTRUKTUR MIKRO
Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi
redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya
yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam
bahasa sehari-hari korosi disebut perkaratan, contoh korosi yang
paling lazim adalah korosi pada baja karbon. Pada korosi exhaust
knalpot baja karbon AISI 1010 yang dilapisi krom keras ini di
akibatkan karena proses pemanasan suhu yang sangat tinggi, dimana
pada proses pemanasannya dilakukan perbandingan suhu dan waktu
yang berbeda-beda. Dengan kisaran suhu mencapai 6000C dan 7000C,
dengan perbandingan waktu yang berbeda pula berkisar 5 menit, 1
jam dan 2 jam.
Bahan Exhaust Knalpot Untuk Proses Analisa
Perbandingan Laju Korosi Lapisan Krom Berbahan
Baja Karbon AISI 1010
STRUKTUR MIKRO KOROSI BAGIAN PINGGIR
Struktur Mikro Laju Korosi Lapisan Krom Setelah Proses Pemanasan
Pada Suhu 6000C Untuk Waktu 5 Menit
Krom Oksidasi(Cr2O3)
Kasar
Ferrit
Krom (Cr)
51 µm
Krom (Cr)
Krom Oksidasi(Cr2O3)
Struktur Mikro Laju Korosi Lapisan Krom Setelah Proses Pemanasan
Pada Suhu 6000C Untuk Waktu 1 Jam
Struktur Mikro Laju Korosi Lapisan Krom Setelah Proses Pemanasan
Pada Suhu 6000C Untuk Waktu 2 Jam
Krom Oksidasi(Cr2O3)
Krom (Cr)
Krom (Cr)
Krom Oksidasi(Cr2O3)
Struktur Mikro Laju Korosi Lapisan Krom Setelah Proses Pemanasan
Pada Suhu 7000C Untuk Waktu 5 Menit
Krom Oksidasi(Cr2O3)
Krom (Cr)
Struktur Mikro Laju Korosi Lapisan Krom Setelah Proses Pemanasan
Pada Suhu 7000C Untuk Waktu 1 Jam
Krom Oksidasi(Cr2O3)
Krom (Cr)
Struktur Mikro Laju Korosi Lapisan Krom Setelah Proses Pemanasan
Pada Suhu 6000C Untuk Waktu 2 Jam
Krom Oksidasi
(Cr2O3)
Krom (Cr)
Grafik Perbandingan Rata-rata Laju Korosi (µm)
0
200
400
600
800
1000
1200
5 Menit 1 Jam 2 Jam
Ha
sil P
em
besa
ran
( µ
m )
Waktu ( T )
Grafik Perbandingan Rata-rata Laju Korosi (µm)
Dalam Suhu 6000C dan 7000C
Suhu 600°C
Suhu 700°C
Data Perhitungan Laju Korosi Lapisan Krom Pada Knalpot
Berbahan Baja Karbon AISI 1010 Dengan Suhu Pemanasan
6000C dan 7000C (mpy)
Media Pengkorosi (Udara)
Waktu
Suhu Pemanasan
6000C (mm/y) 7000C (mm/y)
5 Menit 161,7 776,16
1 Jam 32,21 96,62
2 Jam 22,81 59,048
Jumlah 216,72 931.828
Rata-rata 72,24 310,61
Pada data perhitungan laju korosi dengan perbedaan suhu dan waktu diperoleh
hasil setiap pemanasan dengan waktu yang berbeda laju korosi yang terjadi
mengalami suatu penurunan, dan suhu yang berbeda pula menghasilkan nilai
laju korosi yang sangat tinggi. Dimana pada suhu 7000C hasil data laju korosi
dalam waktu pemanasan 5 menit didapatkan hasil 776,16 mm/y sedangkan
pada suhu 6000C perbedaan nilai data laju korosi berbeda jauh dengan suhu
7000C. Hasil yang diperoleh pada suhu 6000C dalam waktu pemanasan 5 menit
didapatkan hasil laju korosi 161,7 mm/y, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa
suhu dan waktu pemanasan yang berbeda dengan media korosi udara hasil data
laju korosi yang didapatkan mengalami suatu penurunan.
UJI KEKERASAN ROCKWELL
Uji kekerasan rockwell bertujuan untuk
mengetahui tingkat kekerasan komponen dari
baja AISI 1010. Pengujian dilakukan dengan
menggunakan indentor berupa pyramid diamond
terbalik yang memiliki sudut puncak 136°
kepermukaan logam yang diuji kekerasannya dan
besar beban (load) 100 gf.
Hasil Uji Kekerasan Lapisan Krom Pada Suhu 6000C
Untuk Waktu 5 Menit, 1 Jam dan 2 Jam
Sampel
Indentor : Kerucut Diamond
1200
Load : 150 Kp
Lapisan Krom Pada Baja
Karbon AISI 1010
(5 Menit)
58
60
61
57
50
Rata-rata ± Simpangan Baku 57,2 ± 4,32
Sampel
Indentor : Kerucut Diamond
1200
Load : 150 Kp
Lapisan Krom Pada Baja
Karbon AISI 1010
(1 Jam)
53
58
60
59
59
Rata-rata ± Simpangan Baku 57,8 ± 2,77
Sampel
Indentor : Kerucut Diamond
1200
Load : 150 Kp
Lapisan Krom Pada Baja
Karbon AISI 1010
(2 Jam)
49
58
62
61
62
Rata-rata ± Simpangan Baku 58,4 ± 5,50
Ditunjukkan pada tabel diatas dalam pengujian kekerasan rockwell
pada lapisan krom dalam baja karbon tipe AISI 1010 dengan proses
pemanasan 6000C untuk waktu 5 menit, 1 jam dan 2 jam didapatkan
hasil tingkat kekerasannya mengalami suatu peningkatan, untuk waktu
5 menit didapatkan hasil rata-rata kekerasannya yaitu 57,2, sedangkan
untuk waktu 1 jam tingkat kekerasannya meningkat 0,6 dengan
tingkat kekerasan yang diperoleh dalam waktu 5 menit,untuk waktu 1
jam ini didapatkan nilai tingkat kekerasannya yaitu 57,8 dan untuk
waktu 2 jam nilai tingkat kekerasannya meningkat yaitu 58,4. Dapat
ditarik kesimpulan bahwa pada suhu pemanasan 6000C rata-rata
peningkatan nilai kekerasannya 0,6.
Hasil Uji Kekerasan Lapisan Krom Pada Suhu 7000C
Untuk Waktu 5 Menit, 1 Jam dan 2 Jam
Sampel
Indentor : Kerucut Diamond
1200
Load : 150 Kp
Lapisan Krom Pada Baja
Karbon AISI 1010
(5 Menit)
43
48
52
52
43
Rata-rata ± Simpangan Baku 47,6 ± 4,50
Sampel
Indentor : Kerucut Diamond
1200
Load : 150 Kp
Lapisan Krom Pada Baja
Karbon AISI 1010
(1 Jam)
54
58
58
55
48
Rata-rata ± Simpangan Baku 54,6 ± 4,09
Sampel
Indentor : Kerucut Diamond
1200
Load : 150 Kp
Lapisan Krom Pada Baja
Karbon AISI 1010
(2 Jam)
51
57
63
62
62
Rata-rata ± Simpangan Baku 59 ± 5,04
Ditunjukkan pada tabel diatas dalam pengujian kekerasan rockwell pada lapisan
krom dalam baja karbon tipe AISI 1010 dengan proses pemanasan 7000C untuk
waktu 5 menit, 1 jam dan 2 jam didapatkan hasil tingkat kekerasannya mengalami
suatu peningkatan, untuk waktu 5 menit didapatkan hasil rata-rata kekerasannya
yaitu 47,6, sedangkan untuk waktu 1 jam tingkat kekerasannya meningkat menjadi
54,6 dan untuk waktu 2 jam nilai tingkat kekerasannya meningkat yaitu 59.
GRAFIK PERBANDINGAN RATA-RATA KEKERASAN
ROCKWELL PADA LAPISAN KROM
Gambar 4.14 Grafik Perbandingan Rata-Rata Kekerasan Rockwell Pada Suhu
6000C dan 7000C
Dari data tersebut diatastingkat kekerasan pada suhu 6000C dan 7000C mengalami suatu
peningkatan nilai kekerasannya, pada suhu 6000C ini sendiri tingkat nilai kekerasannya
berkisar 0,6 setiap perbandingan waktu yang dipanaskan sedangkan pada suhu 7000C tingkat
nilai kekerasannya mencapai 4,6 setiap perbandingan waktu pemanasanya.
0
10
20
30
40
50
60
70
5 Menit 1 Jam 2 Jam
Ra
ta-r
ata
Waktu ( T )
Grafik Perbandingan Kekerasan Rockwell
Pada Suhu 6000C dan 7000C
Suhu 600°C
Suhu 700°C
KESIMPULAN• Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara suatu logam
dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak
dikehendaki.
• Struktur mikro paduan baja karbon AISI 1010 dilapisi krom keras yang digunakan sebagai
bahan komponen knalpot disusun oleh partikel fasa besi-α (ferrit) sebagai fasa utamanya dan
fasa krom sebagai campuran dari bahan exhaust knalpot tersebut, dan struktur mikro pada
knalpot mengalami perubahan ketika dipanaskan dengan waktu dan suhu yang berbeda
berkisar antara waktu 5 menit, 1 jam dan 2 jam, sedangkan suhu yang digunakan untuk proses
pemanasannya yaitu pada suhu 6000C dan 7000C.
• Data perhitungan laju korosi lapisan krom pada knalpot berbahan baja karbon AISI 1010
didapatkan hasil penurunan setiap sampelnya, dimana penurunan tersebut dikarenakan adanya
perbandingan waktu dan suhu pemanasan. Dapat diambil contoh pada suhu 6000C pada waktu
pemanasan 5 menit dibandingkan dengan suhu 7000C pada waktu yang sama yaitu pada
waktu 5 menit dalam suhu 7000C data perhitungan laju korosi didapatkan hasil 776,16 mm/y
sedangkan pada suhu 6000C didapatkan hasil laju korosi yaitu 161,7 mm/y.
• Distribusi nilai kekerasan pada setiap sampel yang di uji dengan suhu dan waktu yang
berbeda mengalami suatu peningkatan nilai kekerasannya yaitu pada suhu 6000C untuk waktu
5 menit distribusi nilai kekerasannya didapatkan hasil 57,2 HRC, sedangkan untuk waktu 1
jam nilai kekerasannya bertambah menjadi 57,8 HRC dan pada waktu 2 jam distribusi nilai
kekerasannya juga meningkat menjadi 58,4 HRC. Sedangkan pada suhu 7000C distribusi nilai
kekerasannya meningkat sama halnya dengan pada suhu 6000C.
• Tingkat distribusi kekerasan pada pengujian rockwell baja karbon AISI 1010 jumlah krom
oksidasinya (Cr2O3) meningkat dengan meningkatnya waktu proses pemanasannya,
dikarenakan kekuatan lapisan meningkat dan krom oksidasinya (Cr2O3) sangat keras.
SEKIAN DAN TERIMA KASIH