i

TUGAS AKHIR

PENGARUH QUENCHING TERHADAP BEBAN IMPAK

PADA BESI COR KELABU

Di ajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SarjanaTeknik

Jurusan Teknik Mesin FakultasTeknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Oleh :

yasir arafat

NIM : D200110105

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

ii

HALAMAN PERSETUJUAN

Tugas Akhir berjudul “ PENGARUH QUENCHING TERHADAP BEBAN

IMPAK PADA BESI COR KELABU”,Telah disetujui oleh Pembimbing

dan diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat

sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Nama : YASIR ARAFAT

NIM : D200110105

Disetujui pada :

Hari :

Tanggal :

Pembimbing Utama

Agus Yulianto, ST., MT.

iii

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas Akhir berjudul “PENGARUH QUENCHING TERHADAP BEBAN

IMPAK PADA BESI COR KELABU”, telah berhasil dipertahankan

dihadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian syarat

memperoleh gelar SarjanaTeknik pada Program Studi Teknik Mesin,

Fakultas Teknik ,Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Nama : YAIR ARAFAT

NIM : D20011 0105

Disahkan pada

Hari :

Tanggal :

Dewan Penguji :

Pembimbing : Agus Yulianto, ST., MT. (………………...)

Penguji 1 : Ir Ngafwan , MT. (………………...)

Penguji 2 : Patna Partono, ST., MT. (………………...)

Mengetahui

Dekan , Ketua Jurusan,

Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D. Tri Widodo B. R., ST., Msc., Ph.D.

iv

SURAT PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Yasir Arafat

NIM : D200110105

Program Studi : Teknik Mesin

Judul Tugas Akhir : Pengaruh Quenching Terhadap Beban Impak

Pada Besi Cor Kelabu

Menyatakan dengan sebenarnya bahwa tugas akhir yang saya

serahkan ini benar-benar hasil karya saya sendiri dan bebas plagiat karya

orang lain, kecuali yang tertulis diacu atau dikutip dalam naskah dan

disebutkan pada daftar pustaka. Apabila di kemudian hari terbukti tugas

akhir ini hasil plagiat, saya bertanggung jawab sepenuhnya dan bersedia

menerima sanksi sesuai peraturan yang berlaku.

Surakarta, 16 Maret 2017

Yang membuat pernyataan,

Yasir Arafat

v

MOTTO

“Jadi kan lah sabar dan shalat sebagai penolongmu.Dan sesungguhnya

yang demikian itu sungguh berat, kecuali bagi orang-orang yang khusyu.”

(Q.S Al Baqarah:45)

“Sebaik-baik manusia adalah yang paling bermanfaat

Bagi manusia lainnya”

(Al Hadits)

“Sebaik-baik pekerjaan setelah iman adalah

Belas kasih sesama manusia”

(HR. Thabrani)

“Orang hebat adalah orang yang sanggup lalui kesukaran, tantangan,

serta ribuan cacian dan air mata”

vi

ABTRAKSI

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh Quenching pada besi cor kelabu terhadap beban impak. Penelitian ini menggunakan cetakan pasir dengan pola kayu silinder.

Metodologi penelitian ini di lakukan dengan melting besi cor dalam tungku induksi kemudian di tuang pada cetakan pasir untuk membuat specimen besi cor kelabu. Pengujian dalam bentuk cairan besi cor kelabu menggunakan alat uji CE Meter lalu pada specimen besi cor kelabu Sebelum di uji dilakukan proses heat treatmen Qhuenching mencapai 7500C dalam selang waktu 4 jam, kemudian di uji komposisi dan di uji impak serta di uji kekerasan dan foto mikro guna untuk mengetahui perbedaan atara di heat treatmen Quenching dan tanpa heat treatment Quenching.

Hasil penelitian berupa grafik yang di peroleh dari CE Meter menunjukkan temperature 1278,0°C saat proses tapping awal di tuang dalam cetakan di mulai pada grafik yang terbaca CE Meter terjadi penurunan temperatur, pada temperatur liquid 1154,2°C bentuknya masih cair sampai temperatur solid 1112,6°C sehingga di peroleh nilai CEL=4,10% ; C=3,43% ; dan SI=2,28% di mana besi mulai padat namun masih berwarna merah hingga temperatur 1060°C, sedang kan hasil uji komposisi kimia dalam bentuk solid atau padat antara lain : Fe 93,57% ; C 3,43% ; Si 1,86% dan unsure lainnya di bawah 1%. Hasil uji Impak menunjukan dengan melalui heat treatment qhuenching mendapat hasil Nilai Impak 0,03 j/mm dan tanpa heat tratment qhuenching nilai impak 0,02 j/mm. Hasil uji struktur mikro terdapat grafit berbentuk eutektik. Berdasarkan data tersebut dapat di simpulkan bahwa melalui proses heat treatment qhunching dapat mempengaruhi hasil kekerasandan juga pengujian impack lebih besar.

Kata kunci :heat treatmen qhuenching, pengujian impack, ce meter,

strukturmikro, kekerasan.

vii

ABSTRACT This study aims to determine the effect of Quenching on gray cast iron to impact loads. This study uses sand molds with cylindrical wood pattern. The methodology of this research is done with cast iron melting in induction furnace and then is poured in sand molds for making gray cast iron specimen. Tests in liquid form gray cast iron using test equipment CE Meter and the specimen gray cast iron Before the test process is carried out heat treatments Qhuenching reached 7500C in an interval of 4 hours, then tested the composition and in the impact test as well as in hardness and micro photograph to to know the difference atara in heat treatments and without heat treatment Quenching Quenching. Results of the research is a chart obtained from CE Meter shows the temperature 1278.0 ° C during tapping early in the cast in the mold at the start on the chart that reads CE Meter decrease the temperature, the liquid temperature of 1154.2 ° C shape is still liquid to a temperature solid 1112.6 ° C so that the obtained value CEL = 4.10%; C = 3.43%; and SI = 2.28% where the metal solid starts but is still red up to a temperature of 1060 ° C, while the test results of the chemical composition in the form of solid or solid among others: Fe 93.57%; C 3.43%; 1.86% Si and other elements under 1%. The impact test results show through heat treatment qhuenching get results Impact Value 0.03 J / mm and without heat tratment qhuenching impact value of 0.02 J / mm. The test results of micro structures are shaped graphite eutectic. Based on these data we can conclude that through a process of heat treatment may affect the results kekerasandan qhunching also testing impack greater. Keywords: heat treatments qhuenching, impack testing, ce meter,

microstructure, hardness.

viii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas

berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat

terselesaikan.

Tugas akhir berjudul “Pengaruh Quenching Pada Besi Cor Kelabu

Terhadap Beban Impak“, dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai

pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis dengan segala ketulusan

dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terimakasih dan

penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D,. Sebagai Dekan Fakultas

Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST., Msc., Ph.D, Selaku Ketua

Jurusan Teknik Mesin.

3. Bapak AgusYulianto, ST., MT.,Selaku pembimbing utama dan

selaku dosen penguji 1 yang telah memberikan pengarahan,

bimbingan dan saran hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.

4. Bapak dan Ibu tercinta, yang setiap waktu selalu mendo’akan,

memberi semangat dan dorongan, serta bimbingan dan

pengorbananmu selama ini sehingga penulis semangat

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Sahabat seperjuanganku dan terimakasih atas bantuan, dan kerja

samanya..

6. Politeknik manufaktur Ceper (POLMAN) yang telah menyediakan

alat dan tempat untuk menunjang kelancaran pengujian.

7. Team rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin, yang telah ikut

memberi saran dan motivasi.

ix

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna,

oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun senantiasa

penulis harapkan.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta, Maret 2017

YASIR ARAFAT

x

DAFTAR ISI

HalamanJudul ................................................................................... i

HalamanPersetujuan ........................................................................ ii

HalamanPengesahan ....................................................................... iii

Surat Pernyataan .............................................................................. iv

Lembar Motto ................................................................................... v

Abstraksi ........................................................................................... vi

Abstract ............................................................................................ vii

Kata Pengantar ................................................................................. viii

Daftar Isi .......................................................................................... x

DaftarGambar ................................................................................... xi

DaftarTabel ....................................................................................... xii

DaftarSimbol ..................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 .Rumusan Masalah .......................................................... 2

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

1.4 .Tujuan dan Manfaat Penelitian ........................................ 2

1.5 Sistematika Penulisan .................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kajian Pustaka ............................................................... 4

2.2 Dasar Teori .................................................................... 8

2.2.1. Pengertian Heat treatment ................................... 8

2.2.2. Pengertian Quenching ......................................... 9

2.2.3. Kelebihan dan Kekurangan Media Qhuenching ... 11

xi

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian .................................................. 13

3.2. Alat Dan Bahan ............................................................. 14

3.2.1 Alat Pengujian .......................................................... 14

3.2.2 Bahan Pengujian .................................................... 16

3.3 Proses PengecoranPaduan Besi Cor Kelabu................. 17

3.4 Heat Treatment ................................................................ 19

3.4.1 Heat Treatment Quenching ...................................... 20

3.5. Pengujian Spesimen .................................................... 20

3.5.1 Pengujian Kekerasan .......................................... 21

3.5.2 Pengujian Impak .................................................. 22

3.5.3 Pengamatan Struktur Mikro ................................. 23

3.5.4 Pengujian Komposisi Kimia ................................. 25

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Uji CE Meter ......................................................... 28

4.1.1 PembahasanHasil CE Meter ................................ 28

4.2. HasilPengujian Impak ................................................... 30

4.3. Hasil Pengujian Kekerasan ........................................... 32

4.3.1 Pembahasan Uji Kekerasan ................................. 33

4.4. Hasil Foto Mikro ............................................................ 34

4.4.1 Pembahasan Foto Mikro....................................... 34

4.5 Pengujian Komposisi ...................................................... 35

xii

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................. 36

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.0 Skema Diagram Alir Penelitian .................................... 13

Gambar 3.1 Cetakan Pasir Dengan Pola Kayu ................................ 14

Gambar 3.2 TungkuInduksi PT BONJOR JAYA .............................. 14

Gambar 3.3 CE METER .................................................................. 14

Gambar 3.4 Alat Elektrik Terance .................................................... 15

Gambar 3.5 Alat Uji Impack .............................................................. 15

Gambar 3.6 Alat Pengujian Komposisi Kimia................................... 16

Gambar 3.7 Alat Pengujian kekerasan Mikro Vickers ...................... 16

Gambar 3.9 Penuangan Logam Cair KeDalam Cup CE METER .... 17

Gambar 3.10 Penuangan Logam Cair KeDalam Cetakan ............... 18

Gambar 3.11 Spesimen Setelah Diambil Dari Cetakan .................... 18

Gambar 3.12 Pembubutan spesimen ............................................... 19

Gambar 3.13 Hasil Setelah Dibubut .................................................. 19

Gambar 3.14 Perinsip Kerja Heat Treatment ................................... 20

Gambar 3.15 Pendinginan Menggunakan Air .................................. 21

Gambar 3.16 Sesudah Diquenching .................................................... 21

Gambar 3.17 Prinsip Kerja Vickers Micro Ardness Tester................ 22

Gambar 3.18 Pengujian Kekerasan Vickers Micro Ardness Tester .. 23

Gambar 3.19 Olympus Metallurgical Microscope ............................. 26

Gambar 3.20 Pemasangan Spesimen KeDetektor .......................... 27

Gambar 3.21 Spectometer ............................................................... 27

xiv

Gambar 4.1 Grafik Hasil Uji CE METER ........................................ 28

Gambar 4.2 Histogram Uji Impack Tanpa Heat Treatment ............ 30

Gambar 4.3 Histogram Uji Impack Melalui Heat Treatment.............. 31

Gambar 4.4 Histogram Kekerasan Tanpa Heat Treatment ............. 32

Gambar 4.5 Histogram Kekerasan Melalui Heat Treatment ............ 33

Gambar 4.6 Foto Mikro Pembesaran 100x ..................................... 34

Gambar 4.7 Foto Mikro pembesaran 200x ...................................... 34

Gambar 4.8 Foto Mikro Pembesaran 500x ..................................... 34

xv

DAFTAR TABEL

Tabel4.1 Pengujian impak Tanpa Heat treatment quenching .............. 30

Tabel4.2 Pengujian impack Dengan Heat treatment Qhuenching ....... 31

Tabel4.3 Pengujian Kekerasan Tanpa Heat treatment quenching ....... 32

Tabel4.4 Pengujian Kekerasan Dengan Heat treatment Qhuenching... 33

Tabel4.5 Pengujian Komposisi kimia .................................................. 35