tugas akhir sifat fisis dan mekanis material rel …eprints.ums.ac.id/12237/1/halaman_depan.pdf ·...
TRANSCRIPT
TUGAS AKHIR
SIFAT FISIS DAN MEKANIS MATERIAL
REL KERETA API
Diajukan untuk memenuhi tugas dan syarat guna memperoleh gelar SarjanaTeknik
pada Jurusan TeknikMesinFakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh :
BESUS DWI PUTRANTO
D 200 05 0019
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2011
ii
iii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas ini telah disetujui oleh Pembimbing Tugas Akhir untuk
dipertahankan di depan Dewan Penguji sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana S-1 Teknik Mesin di Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta pada :
Hari :
Tanggal :
Disusun oleh :
Nama : Besus Dwi Putranto
NIM/NIRM : D 200 050 019
Judul/Topik : Sifat Fisis Dan Mekanis Material Rel Kereta Api
Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping
Dr. Ir. Supriyono, MT. Ir.Ngafwan,MT
iv
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir berjudul “Sifat Fisis dan Mekanis Material Rel Kereta Api”, ini
telah disahkan oleh Dewan Penguji sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana S-1 Teknik Mesin di Jurusan Mesin Fakultas Teknik, Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan Oleh :
Nama : Besus Dwi Putranto
NIM : D 200 050 019
Disetujui Pada :
Hari :
Tanggal :
Dewan Penguji :
Ketua Penguji : Dr. Ir. Supriyono, MT .............................
Anggota Penguji I : Ir. Ngafwan, MT . .............................
Anggota Penguji II : Ir. Bibit Sugito, MT ..............................
Mengesahkan
Dekan Ketua Jurusan
Ir. Agus Riyanto, MT. Ir. Sartono Putro, MT.
v
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
o Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah selesai
dari sesuatu urusan, kerjakanlah dengan sungguh-sungguh urusan yang lain. Dan
hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu berharap.
(Q.S. Alam Nasyrah : 6-8).
o Barang siapa merintis jalan untuk menuntut ilmu, maka Allah SWT akan memudahkan
baginya jalan ke surga.
(H.R. Muslim) .
oo “Seseorang intelektual tidak akan pernah mengatakan lebih dari apa yang
diketahuinya “
(Dwilight D. Elsen Hower)
oo Hadapilah semua yang harus dihadapi dengan usaha keras, optimismisme dan do’a
untuk sebuah keberhasilan.
oo Kepandaian seseorang tidak dapat dilihat dari ucapan, melainkan kepandaian
seseorang tersembunyi dibalik kata-kata yang terucap.
vi
Tugas Akhir ini kupersembahkan kepada :
o Insan yang selalu memapahku dalam ketiadaan, jasamu
tak terukur nilainya dibanding pengabdianku, aku selalu
mencintaimu dan menyayangimu
“Bapak dan Ibuku”
o Teman sejati yang takkan pernah hilang meski zaman
telah usang, harta yang berharga dalam keluargaku
“Kakakku Tercinta”
o Seseorang yang setia menemaniku dan memberiku
Semangat.
” Cieta Yunia”
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu‟alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan puji syukur kehadirat Allah
SWT atas berkah dan rahmad-Nya sehingga penyusunan penelitian ini
dapat terselesaikan. Tugas akhir berjudul, Sifat Fisis Dan Mekanis Rel
Kereta Api dapat terselesaikan atas dukungan beberapa hak. Untuk itu
pada kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati
ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan sebesar-besarnya
kepada:
1. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Sartono Putro ST, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Dr. Ir. Supriyono, MT selaku pembimbing utama yang ditengah
kesibukannya berkenan meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan,
petunjuk dan petuah yang sangat berharga sehingga Tugas Akhir ini
terselesaikan.
4. Bapak Ir. Ngafwan, MT selaku pembimbing pendamping atas kesediaannya
memberikan bimbingan, petunjuk, petuah dan saran dengan penuh
keihklasan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
5. Kedua orang tuaku yang aku sayangi dan kakak yang telah memberikan
dukungan sampai Tugas Akhir ini terselesaikan.
viii
6. Teman-teman Kos, monaco, paguyupan honda solo , honda win riders solo,
karyawan, staf UPT Balaiyasa, depo stasiun solo dan teman–teman Ugm,
Akprin, Ums, Uns, Sorta Comuntity, TM‟05 dan 04 Penulis tidak bisa
menyebutkan satu persatu dan atas dukungannya saya ucapkan terima
kasih.
7. Tata Usaha Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta, Mas Topo dan Laboratorium Teknik Mesin, Mas Dayat,
Penunggu Perpus Teknik Mesin yang banyak membantu dalam pencarian
referensi penelitian dan administrasi.
8. Seluruh Dosen Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta yang tak bisa disebut satu-persatu, yang telah membekali ilmu
yang berguna bagi penulis untuk menyongsong masa depan.
9. Keluarga besar Bapak Suharno, mb Nurul yang telah memberikan
kepercayaannya di kost Wisma Ar-Arrasyid
10. Penulis menyadari dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih banyak
kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharap kritik dan saran dari semua
pihak
Wassalamu „alaikum Wr. Wb.
Surakarta,
Penulis
ix
ABSTRAKSI
Penelitian yang dilakukan adalah untuk mengetahui kualitas dari rel kereta
api. Sebagai objek penelitian dalam kesempatan ini adalah rel kereta api yang
didapat dari bengkel kereta api Balapan Solo. Adapun evaluasi kualitas yang
dilakukan meliputi pengujian kekerasan, pengujian komposisi, pengujian tarik serta
pengamatan struktur mikro.
Setelah material dasar dikenakan pekerjaan awal, seperti pembuatan
spesimen uji, dipersiapkan sedemikian rupa kemudian benda diuji dengan alat
pengujian untuk masing-masing pengujian.
Dari hasil pengujian kekerasan didapatkan dengan harga kekerasan rata-rata dari
rel kereta api adalah 281,7 HVN. Harga komposisi rata-rata dari rel kereta api
sendiri sebesar 588,4 % Sedangkan kekuatan tarik rata-rata dari rel kereta api
sebesar 0,04 Newton/mm² Foto struktur mikro diambil dengan pembesaran 100 X,
dan 200 X.
Dari angka-angka hasil pengujian diatas maka dapat ditarik kesimpulan
bahwa rel kereta api mempunyai keuletan dan ketangguhan yang tinggi.
Kata Kunci :Kadar Baja, Kekerasan, Komposisi Kimia,Kekuatan Tarik
dan Struktur Mikro
x
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ................................................................................... i
HALAMAN SOAL ..................................................................................... ii
LEMBAR PERSETUJUAN ...................................................................... iii
LEMBAR PENGESAHAN ...................................................................... iv
MOTTO ...................................................................................................... v
PERSEMBAHAN ....................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ............................................................................... vii
ABSTRAKSI .............................................................................................. ix
DAFTAR ISI .............................................................................................. x
DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xiii
DAFTAR TABEL ....................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN .......................................................................... 1
1.1. Latar Belakang Penelitian .................................................... 1
1.2. Tujuan Penelitian..................................................................... 2
1.3. Pembatasan Masalah ............................................................. 2
1.4. Metodologi Penelitian ........................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................. . 5
2 .1. Hal-hal Umum Mengenahi Bahan ....................................... . 5
2.1.1. Bahan Logam ..................................................................... . 5
xi
2.1.1.1 Logam Ferro ...................................................................... . 6
2.1.1.2 Logam Non Ferro ........................................... 6
2.1.2 Bahan Bukan Logam ......................................... 9
2.2. Baja ........................................................................................ 10
2.2.1. Klasifikasi Baja ........................................................... 11
2.2.1.1 Baja Kontruksi ................................................ 12
2.2.1.2 Baja Perkakas ................................................. 14
2.2.1.3 Baja Karbon .................................................... 16
2.2.1.4 Baja Paduan .................................................... 17
2.2.1.5 Baja Tahan Karat ........................................... 18
2.2.2. Pengaruh Unsur-unsur Paduan pada Baja .................. 21
2.3. Sifat-sifat Fisik dan Mekanik Bahan ..................................... 25
2.3.1 Sifat-sifat Mekanik ....................................................... 25
2.3.2 Sifat-sifat Fisik ............................................................. 29
BAB III PELAKSANAAN PENELITIAN ............................................. 30
3.1. Material ............................................................................... 31
3.2. Penyiapan Spesimen dan Alat Bantu Uji ............................ 31
2.2.1. Penghalusan Permukaan ............................................ 32
3.2.2. Pemolesan .................................................................. 32
3.2.3. Pengetsaan ................................................................. 32
3.3. Metode Pengujian ................................................................. 33
3.3.1. Pengujian Struktur Mikro ......................................... 33
3.3.2. Pengujian Kekerasan ................................................ 34
xii
3.3.3. Pengujian Komposisi ............................................... 37
3.3.4. Pengujian Tarik ......................................................... 37
BAB IV HASIL PENELITIAN ............................................................... 41
4.1. Hasil Penelitian .................................................................... 41
4.1.1. Hasil Pengujian Komposisi ........................................ 41
4.1.2. Foto Hasil Pengamatan Mikro .................................... 42
4.1.3. Hasil Pengujian Kekerasan ......................................... 43
4.1.4. Hasil Pengujian Tarik ................................................. 44
PEMBAHASAN ................................ ......................................................... 46
BAB VI PENUTUP ..................................................................................... 48
6.1. Kesimpulan .................................................................................. 48
6.2. Penutup .......................................................................................... 49
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 3.1 Diagram Alir Metode Penelitian .......................................... 30
Gambar 3.2 Posisi atau Bagian Dilakukan Pengujian ............................. 31
Gambar 3.3 Mikroskop Olimpus Metallurgikal dan
Olimpus Photomicrographic System ................................... 33
Gambar 3.4 Mesin Mikro Vickers ........................................................... 37
Gambar 3.7 Sampel Uji Tarik .................................................................. 39
Gambar 3.8 Mesin Uji Tarik Universal ................................................... 40
Gambar 4.2 Foto Hasil Uji Komposisi .................................................... 42
Gambar 4.7 Grafik Hasil Uji Tarik Kekuatan Tarik ................................ 45
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Klasifikasi Baja ........................................................................ 15
Tabel 4.1 Data Hasil Komposisi ................................................................ 41
Tabel 4.2 Foto Struktur Mikro Rel Kereta Api ........................................ 42
Tabel 4.2 Data Hasil Kekerasan Benda Uji Rel Kereta Api ..................... 43
Tabel 4.4 Harga Kekuatan Tarik Pada Benda Uji Rel Kereta Api ............ 44
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Harga Komposisi.................................................................... 1
Lampiran 2 Harga Kekerasan Mikro Vikers.............................................. 2
Lampiran 3 Hasil Printer Mesin Uji Tarik Universal................................. 3
Lampiran 4 Hasil Printer Mesin Uji Tarik Universal................................. 4
Lampiran 5 Hasil Printer Mesin Uji Tarik Universal................................. 5