i

TUGAS AKHIR

STUDI SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA SOLIDIFIKASI BESI COR KELABU DALAM CETAKAN PERMANEN UNTUK TAPPING AKHIR

Diajukan untuk memenuhi Tugas dan Syarat-syarat Guna Memperoleh

Gelar Sarjana S1 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun Oleh:

HERI SUPRIYANTO

NIM : D200040055

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2016

v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Motto :

1. Ridho Allah SWT beserta dengan ridho orang tua, dan murka Allah SWT

beserta murka orang tua

2. Allah selalu beserta dengan orang-orang yang sabar

3. Semua hal yang saya lakukan didunia ini, tidak lain atas dasar mencari ridho

Allah SWT semata.

Persembahan :

Tugas akhir ini dengan bangga dan penuh rasa hormat penulis persembahkan

kepada :

1. Bapak dan Ibu dari penulis, tidak ada kata yang cukup untuk menggambarkan

ketulusan kasih sayang, cinta, dan doa yang telah diberikan. Terima kasih

untuk segala pengorbanan dalam merawat kami yang tak henti-hentinya

selalu merepotkan kalian. Terima kasih.

2. Ketiga kakak penulis,yang selalu membantu disaat penulis dalam kesulitan.

3. MALIMPA UMS, terimakasih karna sudah begitu banyak pelajaran dan

pengalaman yangpenulis dapatkan selain di bangku perkuliahan, hingga

penusis dapat menjadi seperti sekarang ini.

vi

ABSTRAKSI

Penelitian ini mengambil salah satu bagian dari pengecoran logam yaitu

masalah peleburan yang bertujuan untukmengetahui pengaruh dari peleburan besi

cor kelabu pada tapping akhir dengan tanur induksi frekuensi tinggi terhadap nilai

kekerasan, struktur mikro dan komposisi kimianya.

Penelitian ini dilakukan terhadap spesimen uji besi cor kelabu dari

cetakan permanen. Pengujian yang dilakukan adalah uji komposisi kimia dengan

spektrometer, uji kekerasan dengan metode rockwell menggunakan hardness tester

yang dikonversi ke metode hardness brinell, dan pengujian struktur mikro dengan

menggunakan mikroskop metalografi.

Dari hasil pengujian terhadap spesimen didapatkan bahwa spesimen besi

cor kelabu memiliki beberapa komposisi kimia yaitu: karbon (C):3,52%, silikon

(Si):1,95%, mangan (Mn):0,470%, dan banyak lagi lainya yang terkandung dalam

spesimen uji. Pada uji kekerasan dilakukan pada 2 sisi, yaitu sisi bagian atas dan

samping, masing-masing terdapat 5 titik pengujian. Disisi samping didapat harga

kekerasan (223,79; 226,97; 224,12; 232,44; 227,03). Didapat harga kekerasan rata-rata

yaitu 226,02. Pada sisi atas didapat harga kekerasan (441,14; 432,50; 430,32; 439,58;

425,86) dan didapat nilai rata-rata 433,12.

vii

ABSTRACT

This research took a part of metal casting, that was a matter of melting which

aimed at knowing the influene of the melting of grey cast iron in the final tapping with

a high frequency induction on the values of hardness, micro structure and chemical

composition.

This research was conducted on the specimen of greay cast iron testing from

a permantent mold. The testings conducted were a testing of chemical composition

using spectrometer, a testing of hardness through the rockwell method using a

hardness testinger converted into the hardness brinell method, and the testing of

micro structure using a metalography microscope.

From the results of the testing of specimen, it was obtained that the bahwa specimen

of grey cast iron has several chemical composition, they were: carbon (C): 3.52%,

silicon (Si): 1.95%, manganese (Mn): 0.,470%, etc. The hardness testing was

conducted on two sides: the upper-part testing and the side part testing, each had 5

testing points. In the side part, it was obtained the hardness values (223,79; 226,97;

224,12; 232,44; 227,03). it was obtained the average hardness value as much as 226,02.

In the upper-part, it was obtained the hardness value (441,14; 432,50; 430,32; 439,58;

425,86) and the average value 433,12

ix

DAFTAR ISI

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

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ........................................................ ii

HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................. v

ABSTRAKSI ............................................................................................... vi

KATA PENGANTAR .................................................................................. viii

DAFTAR ISI ................................................................................................ ix

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ........................................................................................ xii

DAFTAR GRAFIK ...................................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Tujuan Penelitian ................................................................. 1

1.3 Manfaat Penelitian ............................................................... 2

1.4 Rumusan Masalah ............................................................... 2

1.5 Batasan Permasalahan ....................................................... 2

1.6 Metode Penelitian ................................................................ 2

1.7 Sistematika Pembuatan Laporan ........................................ 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASANTEORI

2.1 Tinjauan Pustaka ................................................................. 5

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

2.2.1 Pengertian dan Jenis Besi Cor ................................. 6

2.2.2 Solidifikasi Besi Cor Kelabu ..................................... 7

2.3 Pengertian Struktur Mikro ................................................... 7

2.4 Perbedaan Antara Struktur Ktristal BBC dan FFC .............. 11

2.5 Komposisi Kimia .................................................................. 12

2.6 Kekerasan .......................................................................... 12

BABIII METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Proses Penelitian ........................................... 14

3.2 Penyiapan Alat dan Bahan .................................................. 15

x

3.3 Peleburan ........................................................................... 16

3.4 Proses Penuangan ............................................................. 18

3.5 Pengerjaan Akhir Cor ......................................................... 19

3.6 Penyiapan Bahan ............................................................... 20

3.7 Pembuatan Benda Uji ......................................................... 20

3.8 Pengujian Komposisi Kimia ................................................ 21

3.9 Pengamatan Struktur Mikro ................................................ 21

3.10 Pengujian Kekerasan ........................................................... 22

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengujian Kekerasan dan Struktur Mikro Cetakan FCD 26

4.2 Hasil Pengujian CE meter .................................................... 27

4.3 Hasil Pengujian Komposisi Kimia ........................................ 28

4.4 Hasil Pengamatan Kekerasan ............................................. 29

4.5 HasilPengujian Struktur Mikro ............................................. 30

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan .......................................................................... 31

5.2 Saran ................................................................................... 31

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram alir Fe-Fe2C .................................................. 8

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ................................................ 14

Gambar 3.2 Geram bekas bubut .................................................... 15

Gambar 3.3 Bubuk karbon .............................................................. 15

Gambar 3.4 Cetakan permanen FCD ............................................. 16

Gambar 3.5 Ladel penuang ............................................................ 16

Gambar 3.6 Dapur induksi .............................................................. 17

Gambar 3.7 Prinsip kerja dapur Induksi ......................................... 18

Gambar 3.8 Alat uji komposisi kimia ............................................... 21

Gambar 3.9 Alat uji struktur mikro ................................................... 22

Gambar 3.10 Rockwell Hardness Tester .......................................... 23

Gambar 4.1 Foto mikro cetakan FCD ............................................. 26

Gambar 4.2 Struktur mikro sisi atas ............................................... 30

Gambar 4.3 Struktur mikro sisi samping ......................................... 30

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Skala kekerasan Rockwell ..................................................... 24

Tabel 3.2. konversi HRC menjadi HB ..................................................... 25

Tabel 3.3. konversi HRB menjadi HB ..................................................... 25

Tabel 4.1 Hasil pengujian kekerasan cetakan ....................................... 26

Tabel 4.2 Data pengujian komposisi kimia ............................................ 28

Tabel 4.3 Hasil pengujian kekerasan spesimen .................................... 29

Tabel 3.3. Hasil konversi rockwell ke brinell ............................................ 29

xiii

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 Hasil pengujian CE Meter ..................................................... 27

Grafik 4.2 Perbandingan nilai kekerasan sisi atas dan sisi samping .... 29