ups tegal - triwahyuni,2016, indonesia penyumbang ...repository.upstegal.ac.id/985/1/skripsi galang...

ANALISA KEKERASAN DAN KE AUSAN PADA MATA PISAU MESIN PENGHANCUR PLASTIK MENGGUNAKAN

BAHAN BAKU BAJA ST 41

SKRIPSI

Di ajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan

Skripsi Jenjang S-1 Progam Studi Teknik Mesin

Oleh :

GALANG INDIKA SETIAWAN

NPM. 6415500034

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS PANCASAKTI TEGAL

2019

PERSETUJUAN

Disetujui oleh dosen pembimbing untuk dipertahankan dihadapan Sidang Dewan

Penguji Skripsi Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal

Tanggal :……………..

Pembimbing I Pembimbing II

M. Fajar Sidiq.ST.,M.,Eng Ir. Topik Hidayat. M.,Eng NIP. 19790808 200501 1 001 NIPY. 69519021969

ii

HALAMAN PENGESAHAN

Telah dipertahankan dihadapan Sidang Dewan Penguji Skripsi Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal.

Pada hari : Jum’at

Tanggal : 9 Agustus 2019

Penguji I

M. Fajar Sidiq. ST.,M.,Eng .....................................NIP. 19790808 200501 1 001

Penguji II

Galuh Renggani Wilis, ST.,MT ....................................NIPY. 16262561981

Penguji III

Ir. Soebyakto, MT ...................................NIPY. 1946321960

Mengetahui,Dekan Fakultas Tehnik

Dr. Agus Wibowo, ST MTNIPY. 126518101972

iii

PERNYATAAN

Dengan Ini Saya Menyatakan Skripsi Dengan Judul “Analisis Kekerasan dan

Keausan Mata Pisau Penghancur Plastik Menggunakan Bahan Baku Baja st 41”

Ini beserta seluruh isinya benar-benar karya sendiri, dan saya tidak akan

melakukan penjiplakan atau pengutipan dengan cara-cara yang tidak sesuai

dengan etika keilmuan yang berlaku dalam masyarakat keilmuan. Atas pernyataan

ini saya siap menanggung resiko /sanksi yang di jatuhkan kepada saya apabila

kemudian adanya pelannggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya, atau

ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini.

Tegal, ............................2019

Penulis

Galang Indika Setiawan NPM 6415500034

iv

PERSEMBAHAN

Tugas sarjana ini ku persembahkan kepada :

Kedua orang tuaku tercinta Bapak Ali Khumaedi dan Ibu Iin

Indriyati dan untuk calon Ayah Adi yang selalu semangat

memberikan dorongan baik material maupun spiritual,

terimakasih atas kasih sayang serta cinta berbalut doa

yang engkau berikan, terimakasih atas keringat yang telah

engkau keluarkan, terimakasih atas teladan yang telah

engkau berikan.

Bapak Dosen Pembimbing, Penguji dan Pengajar Fakultas

Teknik, yang selama ini telah tulus dan ikhlas meluangkan

waktunya untuk menuntun dan mengarahkan saya,

memberikan bimbingan dan pelajaran yang tidak ternilai

harganya agar saya menjadi lebih baik. Terimakasih

banyak Bapak dan Ibu dosen, jasa kalian akan selalu

tersimpan dihati.

Teman-teman seperjuanganTeknik Mesin UPS Angkatan

Tahun 2015

Team SGM Merpati Lovers yang selalu membuat tersenyum

dan menghilangkan kemalasan.

Orang-orang dalam perjalanan hidupku yang selalu

mengajarkan dan meyakinkanku bahwa keberhasilan

v

merupakan tetesan dari jerih payah, perjuangan, luka dan

pengorbanan. Misalnya keberhasilan dapat menghapus

pahitnya kesabaran. Nikmatnya kemenangan dapat

menghilangkan letihnya perjuangan.

MOTTO

1. Jika kamu gagal mendapatkan sesuatu hanya satu hal yang

harus kamu lakukan, coba lagi.

2. Waktu adalah pedang jika kamu bisa menggunakan

dengan baik maka pasti akan membawa keberuntungan

tapi jika kamu menggunakan dengan buruk pasti dia akan

membunuhmu.

3. Berhentilah menghawatirkan masa depan, syukurilah hari

ini dan hiduplah dengan sebaik-baiknya.

4. Pahitnya hidup itu memang nyata namun begitulah dengan

adanya harapan yang selalu nyata dalam hidup.

5. Kegagalan juga menyenangkan, hidup dengan

kepercayaan bahwa cobaan itu berguna untuk menempa

diri sendiri.

vi

6. Ketika aku tua nanti mempunyai seorang isti dan dua anak

satu laki-laki dan satu prempuan lalu aku meninggal

duluan dan begitulah kehidupan ku yang berlangsung.

7. Jenius adalah 1% inspirasi dan 99% keringat.

Keberuntungan merupakan suatu yang terjadi ketika

kesempatan bertemu dengan kesiapan. (John Naisbitt)

8. Mimpi berawal dari yang tidak mungkin menjadi mungkin

dengan usaha dan do’a.

PRAKATA

Alhamdulillahirobbil’alamin segala puji syukur senantiasa penulis

panjatkan kehadirat Allah SWT yang tiada hentinya mencurahkan rahmat dan

hidayahnya, sehingga dengan segala karunia-nya penulis dapat menyelesaikan

skripsi dengan judul “ ANALISA KEKERASAN DAN KE AUSAN PADA

MATA PISAU MESIN PENGHANCUR PLASTIK MENGGUNAKAN

BAHAN BAKU BAJA ST 41 ” ini. Sholawat dan salam semoga selalu tercurah

kepada panutan kita Rasulullah Muhammad SAW.

Dalam kesempatan ini penulis juga hendak menyampaikan ucapan

terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam

menyelesaikan skripsi ini.begitu banyak pihak baik secara langsung maupun tidak

vii

langsung mendorong penulis untuk menyelesaikan studi ini dari awal hingga

akhir, yaitu:

1. Bapak Dr. Agus Wibowo. ST.,MT selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Pancasakti Tegal

2. Bapak M. Fajar Sidiq. ST.,M.,Eng selaku Dosen Pembimbing I, yang telah

memberikan ide, bimbingan, pengarahan-pengarahan dan masukan-

masukan kepada penulis hingga terselesainya skripsi ini.

3. Bapak Ir. Tofik Hidayat. M.,Eng selaku Dosen Pembimbing II, yang telah

memberikan bimbingan, pengarahan-pengarahan dan masukan-masukan

kepada penulis untuk menyusun skripsi ini.

4. Segenap Dosen dan Staf Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal.

5. Bapak, Ibu dan juga adik-adik ku tercinta yang selalu menjadi pemicu

semangat penulis dalam menempuh belajar dibangku perkuliahan.

6. Bapak Lebe balaidesa Sigambir, Tegal yang telah menyediakan fasilitas

dan membantu penulis dalam proses pengerjaan skripsi.

7. Staff dan Karyawan Laboratorium Metalografi LIK Tegal yang telah

menyediakan fasilitas dan membantu penulis dalam proses pengerjaan

Skripsi.

8. Semua pihak yang telah membantu dalam pengerjaan skripsi yang tidak

bisa disebutkan satu persatu.

Dalam penulisan tugas akhir ini penulis tidak lepas dari kesalahan dan

kekurangan, unuk itu kritik dan saran yang membangun dari semua pihak sangat

penulis harapkan.

viii

Terakhir, dengan selesainya skripsi ini berarti selesai pula masa studi

penulis di Teknik Mesin UPS. Semoga sepenggal episode kehidupan penulis di

kampus dapat member manfaat bagi penulis, juga kepada orang lain dan dapat

dijadikan persiapan untuk menjalani penggalan episode kehidupan selanjutnya

Amiin.

Tegal,……………….

Penulis

Galang Indika Setiawan

ABSTRAK

GALANG INDIKA SETIAWAN, 2019 “ANALISA KEKERASAN DAN KEAUSAN PADA MATA PISAU PENGHANCUR PLASTIK MENGGUNAKAN BAHAN BAKU BAJA ST 41” Teknik Mesin Universitas Pancasakti Tegal, 6415500034.

Tujuan penelitian ini adalah (1) Untuk mengetahui pengaruh fariasi dengan suhu 825oc, 875oc dan 925oc terhadap kekerasan bahan. (2) untuk mengetahui pengaruh fariasi dengan suhu 825oc, 875oc dan 925oc terhadap keausan bahan.

Media penelitian yang menulis gunakan dalam penulisan ini adalah metode analisa atau exsperimen. Metode exsperimen yaitu metode suatu metode yang berusaha mencari pengaruh variabel tertentu terhadap variabel yang lain dalam kondisi terkontrol tetap.

Metode penelitian ini menggunakan baja st 41, yang di treatmen menggunakan metode pack corburizing campuran batok arang kelapa dengan rang cangkang kerang dengan fariasi suhu 825oc, 875oc dan 925oc. pengujian ini dilakukan untuk mendapatkan dan mengetahui sifat mekaniknya yaitu pengujian kekerasan dan pengujian keausan sebagai penguat hasil pengujian.

Hasil pengujian kekerasan yang dilakukan proses heattretment metode pack corburizing logam baja st 41 dengan quenching air coolent dengan variasi

ix

suhu 925oc memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kekuatan kekerasan dimana pada suhu 925oc memiliki nilai kekerasan yang sangat rendah sebesar 110,67 HB sedangkan di suhu 825oc sama dengan 875oc nilai kekerasannya turun sekitaran 15 HB dari Row material.

Hasil pengujian kekerasan yang dilakukan proses heattretment metode pack carburizing logam baja st 41 dengan quenching air coolent dengan variasi suhu. Pada suhu 825oc memberikan pengaruh yang signifikan terhadap tingkat keausan dimana pada suhu 825oc memiliki nilai keausan yang sangat rendah sebesar 1,455x10-8 mm2/kg

Kata kunci : heat treatmet, pack carburizing, quenching, sifat fisis, sifat mekanik

ABSTRACT

GALANG INDIKA SETIAWAN, 2019, “ANALYSIS OF VIOLENCE AND HUMANITY IN THE EYES OF PLASTIC DESTRUCTION KNIFE USING RAW STEEL MATERIALS ST 41” Mechanical Engineering Universitas Pancasakti Tegal, 6415500034

The purpose of this study is (1) To determine the offect of variation with temperature of 825oc, 875oc and 925oc on the hardness of the material. (2) To determine the effect of variation with temperature of 825oc, 875oc and 925oc on material ware

The research media that wrote using in this writing is a method of analysis or experiment. The experiential method that seeks to influence the influence of certain variables on other variables under controlled conditions.

This research method uses steel st 41, which is treated using a pack carburizing method of a mixture of coconut charcoal shells with shellfish rang with temperature variationof 825oc, 875oc and 925oc. this test is conducted to obtain and to obtain and understand the mechanical properties of hardness tesing and wear testing as reinforcement of the results.

The results of the hardness test carried out by heattertment method are pack method of 41st st steel metal carburizing by quenching water coolent with

x

temperature variations. At a temperature of 925oc it gives a significant influence on the strength of hardness where at a temperature of 925oc has a very low hardness value of 110.67 HB while at a temperature of 825oc equals 875oc the hardness value drops around 15 HB from Row material.

The results of the hardness test carried out by heattretment method are pack method of 41st st steel metal carburizing by quenching water coolent with temperature variations. At a temperature of 825oc it has a significant effect on ware rates where at a temperature of 825oc it has a very low wear value of 1.455x10-8 mm2/kg.

Keywords : Heat treatmet, pack carburizing, quenching, physical properties, mechanical properties.

DAFTAR ISI

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

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................... iii

HALAMAN PERNYATAAN .......................................................... iv

HALAMAN PERSEMBAHAN ....................................................... v

MOTTO .................................................................................... vi

PRAKATA .................................................................................vii

ABSTRAK ................................................................................. ix

ABSTRACT ............................................................................... x

xi

DAFTAR ISI .............................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR ....................................................................xiv

DAFTAR TABEL ........................................................................xv

BAB I PENDAHULUAN............................................................. 1

A. Latar Belakang Masalah.......................................... 1

B. Batasan Masalah..................................................... 4

C. Rumusan Masalah................................................... 4

D. Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................... 5

E. Sistematika Penulisan............................................. 6

BAB II LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA................. 7

A. Landasan Teori........................................................ 7

1. Pengertian Sampah............................................ 7

a. Jenis Sampah ........................................7

b. Sumber Sampah ........................................8

c. Terhadap Kesehatan ......................................10

d. Terhadap Lingkungan .....................................11

2. Mesin Penghancur Plastik...................................11

3. Karakteristik baja st 41..............................................13

4. Pengaruh Beberapa Unsur Paduan Dalam Baja................15

5. Pengujian kekerasan..........................................16

a. Hasil Pengujian Kekerasan............................17

b. Macam-macam Metode Uji Kekerasan..........20

6. Pengujian Keausan.............................................22

xii

a. Uji Keausan (Wear)........................................22

b. Keausan adhesive ( Adhesive wear )............................... 25

c. Keausan Abrasif ( Abrasive wear )................................... 26

d. Keausan lelah/Fatigue (Surface Fatigue Wear)............... 29

e. Keausan Oksidasi/Korosif ( Corrosive wear ).................. 29

f. Keausan Erosi (Erosion Wear).......................................... 30

B. Tinjauan Pustaka.....................................................31

BAB III METODOLOGI PENELITIAN............................................35

A. Metode Penelitian....................................................35

B. Diagram Alir

Penelitian............................................................... 37

C. Variabel Penelitian..................................................38

1. Variabel Bebas....................................................38

2. Variabel Terikat...................................................38

D. Metode Pengumpulan Data.....................................38

1. Metode Observasi...............................................39

2. Metode Wawancara/ Interview............................39

3. Metode Eksperimen.............................................39

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN.............................................40

A. Hasil Penelitian........................................................40

B. Uji Komposisi dan Row

material................................................ 40

C. Pengujian Kekerasan...............................................45

xiii

D. Pengujian Keausan..................................................47

E. Pembahasan............................................................49

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN..............................................51

A. Kesimpulan.............................................................52

B. Saran ...................................................................... 53

DAFTAR PUSTAKA....................................................................55

DAFTAR GAMBAR

A. Gambar : 2.2. Pengujian Brinell........................................20

B. Gambar : 2.3. Pengujian Vickers.......................................21

C. Gambar : 2.4. Pengujian Vickers.......................................21

D. Gambar : 2.5. ilustasi skematis antara revolving disc..............24

E. Gambar 2.6. Keausan adhesive.........................................25

F. Gambar 2.7. Keausan abrasif ..................................................... 28

xiv

G. Gambar 2.8 memberikan skematis mekanisme keausan............. 30

H. Gambar 2.9. Mekanisme keausan oksidative ............................. 29

I. Gambar 3.1. jadwal penelitian..................................................... 35

J. Gambar 3.2. Diagram alir penelitian....................... 37

K. Gambar 4.3. Grafik perhitungan hasil pengujian

kekerasan................................................................46

L. Gambar 4.7. Diagram uji kekerasan........................49

xv

DIAGRAM TABEL

A. Tabel 2.1 Spesifikiasi baja st 41.......................................15

B. Tabel 4.1 komposisi kimia baja paduan Raw material

............................................................................41

C. Table 4.2 komposisi kimia baja paduan suhu 825oc

............................................................................42

D. Table 4.3 komposisi kimia baja paduan suhu 875oc

.................................................................................................43

E. Table 4.4 komposisi kimia baja paduan suhu 925oc.................... 44

F. Table 4.5 perhitungan hasil pengujian kekerasan ....................... 45

G. Table 4.6 perhitungan hasil pengujian keausan .......................... 48

xvi

BAB 1

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Sampah plastik ini sudah sangat meresahkan masyarakat bahkan Indonesia

masuk dalam peringkat kedua di dunia sebagai penghasil sampah plastik ke

Laut setelah Tiongkok. Hal itu berkaitan dengan data dari KLHK yang

menyebut plastik hasil dari 100 toko atau anggota Asosiasi Pengusaha Ritel

Indonesia (APRINDO) dalam waktu satu tahun saja, sudah mencapai 10,95

juta lembar sampah kantong plastik. Jumlah itu ternyata setara dengan luasan

65,7 hektare kantong plastik atau sekitar 60 kali luas lapangan sepak bola.

Padahal, KLHK menargetkan pengurangan sampah plastik lebih dari 1,9 juta

ton hingga 2019. Dirjen Pengelolan Sampah, Limbah, dan B3 KLHK Tuti

Hendrawati Mintarsih menyebut total jumlah sampah Indonesia di 2019 akan

mencapai 68 juta ton, dan sampah plastik diperkirakan akan mencapai 9,52 juta

ton atau 14 persen dari total sampah yang ada. Menurut dia, target pengurangan

timbunan sampah secara keseluruhan sampai dengan 2019 adalah 25 persen,

sedangkan 75 persen penanganan sampahnya dengan cara 'composting' dan

daur ulang bawa ke Tempat Pembuangan Akhir (TPA). "Sampah kita

komposisi utamanya 60 persen organik, plastiknya 14 persen," ujar dia.

Berdasarkan data Jambeck (2015), Indonesia berada di peringkat kedua dunia

penghasil sampah plastik ke laut yang mencapai sebesar 187,2 juta ton setelah

Cina yang mencapai 262,9 juta ton. Berada di urutan ketiga adalah Filipina

yang menghasilkan sampah plastik ke laut mencapai 83,4 juta ton, diikuti

1

2

Vietnam yang mencapai 55,9 juta ton, dan Sri Lanka yang mencapai 14,6 juta

ton per tahun. Setiap tahun produksi plastik menghasilkan sekitar delapan

persen hasil produksi minyak dunia atau sekitar 12 juta barel minyak atau

setara 14 juta pohon. Lebih dari satu juta kantong plastik digunakan setiap

menitnya, dan 50 persen dari kantong plastik tersebut dipakai hanya sekali lalu

langsung dibuang. Dari angka tersebut, menurut Tuti, hanya lima persen yang

benar-benar di daur ulang. Tuti mengatakan belum dapat memperkirakan

berapa penurunan penggunaan kantong plastik dengan adanya uji coba plastik

berbayar diterapkan pada 21 Februari 2016. Perkiraan hanya terlihat dari target

pengurangan sampah plastik yang ditetapkan hingga 2019 tersebut. Kebijakan

kantong plastik berbayar ditujukan untuk mengurangi jumlah sampah plastik,

Namun efektivitasnya diragukan. (Tri Wahyuni, 2016)

Penjelasan umum mesin penghancur Plastik, Plastik yang akan

dihancurkan adalah jenis-jenis plastik bekas minuman yang terdapat dimana

saja yang sudah dikumpulkan oleh pemulung. Hal ini terpikirkan oleh pihak

Industri kecil untuk mengelola wadah plastik bekas minuman untuk didaur

ulang, maka dirancang mesin penghancur plastik yang efisien dengan harga

yang terjangkau. Mesin penghancur plastik itu sendiri adalah mesin yang

digunakan untuk menghancurkan wadah plastik menjadi ukuran yang lebih

kecil dengan kapasitas 30 kg/jam. Jenis plastik yang dihancurkan adalah botol

dan gelas plastik bekas minuman.

3

Secara umum industri ukm tegal sangatlah besar bahkan telah di juluki

sebagai jepangnya indonesia, sehingga hal yang mendasari penelitian ini adalah

banyak ukm (usaha kecil menengah) yang mampu membuat mesin penghancur

plastik sesuai apa yang pemesan inginkan mereka bisa mengerjakan namun

dalam pembuatan mata pisau mereka langsung memakai baja kekuatan tinggi

sehingga peneliti mempunyai ide dengan judul penelitian “Analisa Kekerasan

dan keausan pada mata pisau mesin penghancur plastik menggunakan bahan

baku baja ST 41 “. Yang mana jenis baja st 41 itu tergolong baja berkekuatan

sedang sehingga memerlukan proses yang di namakan pemanasan dan

pencampuran unsur karbon.

Proses pack carburizing merupakan proses penambahan unsur karbon

(C) ke dalam logam khususnya pada bagian permukaan bahan di mana unsur

karbon ini di dapat dari bahan-bahan yang mengandung karbon sehingga

kekerasan logam meningkat. Pengerasan permukaan pada logam dapat

dilakukan dengan menambahkan unsur-unsur tertentu ke logam dasar tersebut

seperti karbon, kalsium karbonat, nitrogen, dan yang lainnya.untuk

mempercepat proses maka di tambahkan barium karbonat (BaCO3), kalsium

karbonat (CaCO3), atau natrium karbonat (NaCO3) sebagai energizer yang

bersama-sama matrial dimasukan kedalam kotak kedap udara untuk di

panaskan pada dapur pemanas pada temperatur carburizing.(Suherman, 2013).

4

B. Batasan masalah

Dalam penulisan ini penulis membatasi masalah yang akan di bahas

yaitu :

1. Material yang di gunakan dalam penelitian ini yaitu baja st 41

2. Perlakuan panas (heat treatmen ) yang di gunakan adalah metode pack

carburizing.

3. Variasi temeratur suhu 825ºC , 875ºC, 925ºC pada baja st 41.

4. Pengujian yang di lakukan yaitu uji kekerasan, dan Uji keausan

5. Serbuk yang di gunakan yaitu 80% cangkang kerang laut dan 20% arang

batok kelapa.

6. Media pendingin (quenching) sistem pendingin cepat dengan air coolent .

C. Rumusan masalah

Dalam penulisan ini penulis merumuskan masalah yang akan di bahas

yaitu :

1. Bagai mana pengaruh variasi temperatur suhu 825ºC, 875ºC, 925ºC

terhadap kekerasan?

2. Bagai mana pengaruh variasi temperatur suhu 825ºC, 875ºC, 925ºC

terhadap keausan?

3. Bagai mana pengaruh pack carburizingvariasi 80% serbuk cangkang kerang

laut dan 20% serbuk arang batok kelapa?

4. Apakah mesin penghancur plastik yang kami buat bisa berjalan dengan

baik.?

5

D. Tujuan dan Manfaat Penelitian

Dalam penulisan ini penulis memiliki tujuan dan manfaatnya yang akan

di bahas yaitu :

1. Tujuan

a. Untuk mengetahuai bagaimana pengaruh variasi temperatur suhu825ºc,

875ºC, 925ºC terhadap uji kekerasan.

b. Untuk mengetahuai bagaimana pengaruh variasi temperatur suhu 825ºc,

875ºC, 925ºCterhadap uji keausan.

c. Untuk mengetahui bagaimana pengaruh pack carburizingvariasi 80%

serbuk cangkang kerang laut dan 20% serbuk arang batok kelapa.

d. Untuk mengetahui apakah mesin penghancur plastik yang saya buat

bekerja dengan baik.

2. Manfaat

a. Bagi Mahasiswa

Mengetahui karakteristik kekerasan pada baja St 41,untuk mendapatkan

sifat logam yang di inginkan.

b. Bagi Akademik

1) Sebagai referensi untuk pengembangan dan penelitian selanjutya

dilingkup teknik khususnya dalam bidang material.

2) Merupakan pustaka tambahan untuk menunjang perkuliahan.

6

c. Bagi Industri

1) Dengan perlakuan panas dapat diketahui sifat–sifat logam untuk

diterapkan pada bidang industri tertentu, terutama pada proses pack

carburizing.

E. Sistematika penelitian

Adapun beberapa langkah – langkah penulisan skripsi ini terdiri dari

bagian, yaitu :

BAB I Pendahuluan

Pada bab ini berisi mengenai latar belakang masalah, batasan masalah,

rumusan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB ll Landasan Teori dan Tinjauan Pustaka

Pada bab ini berisi tentang landasan teori dan tinjauan pustaka.

BAB lll Pembahasan

Pada bab ini berisikan tentang : metode penelitian, waktu dan tempat

penelitian, populasi dan sempel, teknik dan pengambilan sempel, variable

penelitian / fenomena yang di amati, metode pengumpulan data, dan metode

analisis data.

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

BAB II

LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

A. Landasan Teori

1. Pengertian Sampah

Sampah adalah suatu bahan yang di terbuang atau dibuang dari

sumber aktivitas manusia maupun proses alam yang belum

memiliki nilai ekonomis.

a. Jenis sampah

Berdasarkan asalnya, sampah padat dapat di golongkan

sebagai sampah organik dan sampah anorganik

1) Sampah organik

Merupakan jenis sampah yang terdiri dari bahan-bahan

penyusun tumbuhan dan hewan yang di ambil dari alam

atau di hasilkan dari kegiatan pertanian, perikanan atau

yang lainnya.sampah ini dengan mudah di uraikan dengan

proses alami.

2) Sampah anorganik

Merupakan jenis sampah yang berasal dari sumber daya

alam tak terbarui seperti mineral dan minyak bumi atau di

hasilkan dari proses industri.beberapa bahan ini tidak

terdapat di alam, yaitu plastik dan alumunium. Sebagai zat

anorganik secara keseluruhan tidak dapt di uraikan oleh

alam sedang sebagian yang lain hanya di uraikan secara

7

8

lambat sampah jenis ini pada tingkat rumahtangga berupa

botol, botol plastik, tas plastik, kaleng dan lain-lain.

Kertas,koran dan karton merupakan perkecualian.

Berdasarkan asalnya,kertas,koran dan karton termasuk

sampah organik. Tetapi karena kertas, koran dan karton

dapat di daur ulang seperti sampah anorganik lain

(misalnya gelas,kaleng dan plastik) sehingga dapat di

golongkan sampah anorganik.

Berdasarkan data statistik lingkungan hidup tahun 1992

rata-rata komposisi sampah di beberapa kota besar di

indonesia adalah : Organik (25%), Kertas (10%), Plastik

(18%), Kayu (12%), Logam (11%), Kain (11%), Gelas

(11%), dan lain-lain (12%) .

b. Sumber Sampah

1) Sampah pemukiman, Perdagangan dan Perkantoran yang

disebabkan oleh :

a) Penduduk yang tinggal di sepanjang sungai dan

pemukiman padat langsung membuang sampah ke

sungai dan saluran pembuangan.

b) Limpasan air hujan yang membawa sampah dari

pasar-pasar maupun pusat-pusat kegiatan dan

pemukiman

9

c) Sampah perkantoran terdiri dari kertas, alat tulis

menulis, toner foto capy, baterai dll.

2) Sampah Pertanian dan Perkebunan

Sampah dari kegiatan pertanian tergolong bahan organik,

seperto jerami dan sejenisnya. Sebagian besar sampah

yang dihasilkan selama musim panen dibakar atau

dimanfaatkan untuk pupuk.

3) Sampah Bangunan dan Gedung

Sampah yang berasal dari kegiatan pembangunan dan

pemugaran gedung dapat berupa organik maupun

anorganik. Sampah organik : kayu, bambu, triplek dll.

Sampah Anorganik : semen, ubin, besi, baja, kaleng, kaca

dll.

4) Sampah Khusus

Sampah khusus merupakan sampah yang memerlukan

penanganan khusus untuk menghindari bahaya yang akan

ditimbulkannya. Sampah jenis ini meliputi :

Sampah Rumah Sakit

Merupakan sampah biomedis, seperti sampah dari

pembedahan, peralatan operasi, botol infus dan

sejenisnya serta obat-obatan. Semua sampah ini

terkontaminasi oleh bakteri, virus dan pembawa

10

penyakit lainnya yang sangat berbahaya bagi manusia

dan lingkungan sekitarnya.

Baterai kering dan aku mulator bekas

baterai seringkali berasal dari rumah tangga. Baterai

biasanya mengandung logam berat seperti raksa dan

kadmium (sangat berbahaya bagi kesehatan).

Akumulator dengan asam sulfat atau senyawa timbal

berpotensi memberikan bahaya bagi manusia.

c. Terhadap Kesehatan

Pengelolaan sampah yang tidak memadai (pembuangan sampah

sembarangan dan tidak terkontrol) dapat menimbulkan berbagai

penyakit sebagai berikut :

Diare, kolera, tipus dan demam berdarah dapat menyebar dengan

cepat karena sampah memasuki air minum.

Cacing pita yang dapat menyebar melalui rantai makanan, dimana

cacing dikonsumsi sebelumnya oleh ternak melalui makanannya yang

berupa sisa makanan sampah.

Minamata (di Jepang) disebabkan karena masyarakat

mengkonsumsi ikan yang terkontaminasi sampah beracun (limbah

baterai dan akumulator yang dibuang di perairan umum).

11

d. Terhadap Lingkungan

Cairan yang dilepaskan sampah ke saluran drainase dan air tanah

sehingga mencemari sumber air tersebut. Penguraian sampah yang

dibuang ke dalam air akan menghasilkan asam organik dan gas-cair

organik seperti metana (dapat menimbulkan bau dan gasnya dapat

menimbulkan ledakan bila konsentrasinya cukup besar).

2. Mesin Penghancur plastik

Mesin penghancur plastik adalah sebuah mesin yang prinsip kerjanya

menghancurkan plastik Penjelasan umum mesin penghancur Plastik yang

akan dihancurkan adalah jenis-jenis plastik bekas minuman yang terdapat

dimana saja yang sudah dikumpulkan oleh pemulung. Hal ini terpikirkan

oleh pihak Industri kecil untuk mengelola wadah plastik bekas minuman

untuk didaur ulang, maka dirancang mesin penghancur plastik yang efisien

dengan harga yang terjangkau. Mesin penghancur plastik itu sendiri

adalah mesin yang digunakan untuk menghancurkan wadah plastik

menjadi ukuran yang lebih kecil dengan kapasitas 30 kg/jam. Jenis plastik

yang dihancurkan adalah botol dan gelas plastik bekas minuman. Wadah

plastik yang dihancurkan oleh penghancur plastik menjadi serpihan dapat

melalui beberapa tahap. Tahap Pertama dengan menggunakan aqua gelas

dimasukkan kedalam dimasukkan kedalam mesin melalui sebuah

corong yang terdapat pada mesin kemudian baru disaring, tetapi

kadang serpihan masih terlalu besar untuk melewati saringan

sehingga akan dipotong lagi pisau menjadi serpihan yang lebih kecil

12

untuk melewati saringan sehingga akan dipotong lagi pisau menjadi

serpihan yang lebih kecil untuk melewati saringan. Serpihan yang

telah melewati saringan itulah yang merupakan hasil yang kita inginkan.

Menjalankan mesin penghancur plastik sangat mudah, maka menyebabkan

tidak dibutuhkan tenga kerja yang banyak mengoperasiannya. Cukup

hanya satu orang saja sudahdapat menjalankan mesin tersebut,

sehingga perusahaan dapat menghemat biaya tenaga kerja. Selain itu

mesin penghancur Plastikdilengkapi dengan dengan tombol ON dan OFF

agar orang yang mengoperasikan mesin dapat mudah menghidupkan serta

mematikan mesin. Mesin juga dilengkapi dengan pengaman yang mana

jika terjadi suatu beban berat pada proses pemotongan yang akan

menyebabkan motor akan slip, maka secara otomatis mesin akan mati

sehingga mesin tidak cepat rusak dan awet.Mesin Penghancur ini

mempunyai mekanisme yang sederhana dimana terdapat 2 pisau yang

duduk pada dinding bodi depan dan belakang, dan 3 pisau yang

menempel pada poros dimana poros akan berputar dengan bantuan motor

listrik dimana dayanya menggunakan pulidan sabuk V-belt. Dalam

penghancuran Plastikinipun aliran material Plastikdari input sampai output

harus diatur supaya lancer, dengan cara memasukkan material Plastiktidak

langsung banyak sekaligus melainnkan secara teratur. Karena pada saat

Plastikmasuk kedalam ruangan penghancuran membutuhkan waktu untuk

membuat Plastikmenjadi serpihan.Pada saat mesin dihidupkan, mesin tidak

mengeluarkan bising yang mengganggu, tetapi setelah mulai melakukan

13

proses penghancuran plastik maka suara bising akan timbul. Suara bising

ini timbul akibat dari pisau yang memotong plastik secara tepat, maka

Plastiktersebut akan mental mengenai dinding ruang penghancuran.

Sedangkan getaran juga akan timbul akibat putaran mesin, tetapi hanya

kecil karena pada saat proses penghancuran mesin menggunakan kaki jack

yang berfungsi untuk menon-aktifkan fungsi roda.Pada mesin

penghancur plastik ini ada yang menggunakan system impact dan rotary

impact, selain itu mesin ini juga membutuhkan peralatan pendukung

lainnya antara lain, system saringan untuk menyaring plastik yang telah

dihancurkan menjadi ukuran yang lebih kecil.Untuk system rotary impact,

mesin penghancur Plastikini memiliki mekanisme berupa poros pisau

yang berputar, dimana pisau tersebut digerakkan oleh sebuah penggerak

mula berupa motor listrik. Selain itu hasil dari pemotongan pisau

tersebut akan disaring dan didapatkan berupa serpihan plastik. Jenis

material yang akan diolah pada mesin ini adalah plastik bekas

minuman gelas atau botol. Out put yang dihasilkan setelah melewati

saringan adalah berupa serpihan, plastik dengan ukuran kuran lebih

besar biji jagung. (Haryanto Upingo, 2016).

3. Karakteristik baja st 41

Spesifikasi Baja ST 41 Karbon adalah logam paduan dimana logam

besi sebagai unsur dasar dengan beberapa elemen lainnya, termasuk karbon.

Kandung-anunsur karbon dalam baja berkisar antara 0.2% hingga 2.1%

14

berat sesuai gradenya. Unsur lain yang ada dalam baja adalah : karbon,

mangan, fosfor, sulfur, silikon, dan sebagian kecil oksigen, nitrogen dan

almunium. Penambahan kandungan karbon pada baja dapat meningkatkan

kekerasan (hardness) serta kekuatan tariknya (tensile strength), namun disisi

lain membuatnya menjadi getas (brittle) serta menurunkan keuletan

(ductility). Kebanyakan dari produk baja ini berbentuk pelat hasil

pembentukan rol dingin dan proses annil. Kandungan karbonnya yang

rendah dan mikro strukturnya yang terdiri dari fasa ferit dan pearlit

menjadikan baja karbon rendah bersifat lunak dan kekuatannya lemah

namun keuletan dan ketangguhannya sangat baik. Baja karbon rendah

kurang responsif terhadap perlakuan panas untuk mendapatkan mikro-

struktur martensit maka dari itu untuk meningkatkan kekuatan dari baja

karbon rendah dapat dilakukan dengan proses roll dingin maupun

karburisasi. Karena kadar karbon yang sangat rendah maka baja ini lunak

dan tentu saja tidak dapat dikeraskan, dapat ditempa, dituang, mudah dilas

dan dapat dikeraskan permukaannya (case hardening). Baja dengan

prosentase karbon dibawah 0.15 % memiliki sifat machineability yang

rendah dan biasanya digunakan untuk konstruksi jembatan, bangunan, dan

lainnya. Adapun spesifikasi dari baja karbon rendah dapat dilihat dalam

tabel 2.1 berikut ini. (Supriyon, 2015).

15

Spesifikasi Nilai/Satuan

Kekerasan 64 HRc

Tegangan tarik 600 MPa

Tegangan luluh 500 MPa

Elongation 26 %

Modulus elastisitas 207 Gpa

Tabel 2.1 Spesifikiasi baja st 41 sumber : (Supriyono, 2015).

4. Pengaruh Beberapa Unsur Paduan Dalam Baja

Pengaruh unsur unsur paduan dalam baja adalah sebagai berikut :

a. Silisium (Si), Meningkatkan : Kekuatan, kekerasan, kemampuan

diperkeras, tahan aus, ketahanan terhadap panas dan korosi.

Menurunkan : Regangan, kemampuan ditempa dan di las.

b. Mangan (Mn). Meningkatkan : Kekuatan, kekerasan, kemampuan

ditemper, ketahanan terhadap aus.Menurunkan : Kemampuan dikerjakan

dengan mesin-mesin perkakas.

c. Krom (cr). Meningkatkan: Kekerasan, kekuatan, ketahanan aus,

kemampuan diperkeras, ketahanan panas, kerak, karat dan asam,

kemudahan dipoles.Menurunkan : Regangan

d. Nikel (Ni). Baja dengan paduan ini dapat dimagnetasikan. (magnet

permanen : 15-28% Ni)Meningkatkan : Keuletan, kekuatan, ketahanan

karat, tahanan listrik. Menurunkan : Kecepatan pendinginan

16

e. Molibdenum (Mo). Biasanya dipadu dengan baja dalam ikatan bersama-

sama Cr, Ni dan V.Meningkatkan : Kekuatan tarik, ketahanan panas,

batas lelah. Menurunkan : Regangan

f. Vanadium (V). Mempunyai dampak mirip Mo dalam baja, namun tanpa

mengurangi reganganMeningkatkan : Kekuatan, keuletan, ketahanan

lelah. Menurunkan : Kepekaan terhadap sengatan panas yang melewati

batas pada perlakuan panas

h. Kobalt (Co). magnet permanen mengandung unsur ini juga Meningkatkan

: Kekerasan, ketahanan aus, ketahanan karat dan panas, daya hantar

listrik.

i. Titanium ( Ti ).Tahan sampai suhu 400° C, oleh karena itu digunakan

untuk paduan kawat las

j. Tantalum (Ta), Sangat tahan karat ( hanya diserang oleh asam flour). Baja

krom anti karat menjadi dapat dilas baik dengan Ta. Titik lebur 3150°C.

5. Pengujian kekerasan

Kekerasan adalah sifat yang dapat diandalkan sebagai penganti

kekuatan bahan. Pengukuran kekerasan adalah sehingga bahayak dilakukan

dalam penelitian bahan. Ada beberapa macam alat pengujian kekerasaan

yang dipergunakan sesuai dengan : Bahan, kekerasaan, ukuran dan hal-hal

lainnya dari suatu produk.

Kekerasaan (Hardness) adalah salah satu sifat mekanik (Mechanical

Properties) dari suatu material. Kekerasan suatu material harus diketahui

17

khususnya untuk meterial yang dalam penggunaannya akan mengalami

pergeseran dan deformasi plastis. Deformasi plastis sendirisuatu keadaan

dari suatu material ketika material tersebut tidak dapat kembali ke bentuk

asal artinya material tersebut tidak bisa dapat kebentuknya semula. Lebih

ringkasnya kekerasan didefinisikan sebagai kemampuan suatu material

untuk menahan beban identasi atau penetrasi (penekanan).

Di dalam aplikasi manufaktur, material dilakukan pengujian dengan dua

pertimbangan yaitu untuk mengetahui karakteristik suatu material baru dan

melihat mutu untuk memastikan suatu material memiliki spesifikasi kualitas

tertentu. Pengujian kekerasaan dilakukan dengan menekan sebuah indensor

ke permukaan benda uji. Ukuran hasil penekanan dikonversikan keangka

kekerasan.

a. Hasil Pengujian Kekerasan

Hasil pengujian kekerasan tidak dapat diaplikasikan langsung

dalam mendesain suatu kontruksi seperti hanya hasil upengujian tarik.

Namun demikian angka kekerasan material merupakan salah satu sifat

mekanik yang penting dalam memilih suatu material. Pengujian

kekerasan banyak dilakukan karena proses pengujian yang relatif

sederhana dibandingkan dengan proses pengujian material lainnya.

Hasil pengujian kekerasan dapat digunakan antara lain :

18

1) Menentukan penggunaan dari bahan

Klasifikasi suatu bahan dapat didasarkan pada kekerasannya. Dari

nilai kekerasan akan dapat ditentukan penggunanan dari bahan

tersebut.

2) Kontrol kualitas suatu produk

Dengan pengujian kekerasan dapat diketahui homogenitas suatu

bahan akibat suatu proses pembentukan dingin, pengelasan, heat

treatment, case hardening, dan sebagainya. Dengan demikian

pengujian kekerasan dapat juga berfungsi sebagai kontrol terhadap

proses yang dilakukan.

3) Tujuan pengujian kekerasan adalah mengukur angka kekerasan

suatu bahan dengan metode Brinell, Rockwell , Vickers dan

MicroHardness.

Pengukuran kekerasan secara umum dapat dilakukan dengan dua

metode yaitu :

a. Metode Dinamis (Dynamical Methode)

- Pembebahan terjadi dengan tiba-tiba

- Waktu penetrasinya singkat (Short penetration time)

- Ketelitian rendah (Low Accuracy)

- Pengujian dilakukan dengan cepat

Jenis pengujian kekerasan yang mengunakan metode ini antara

lain: Shore scleroscope, Herbert, Hammer Poldi, dsb.

b. Metode Statis (Statical Methode)

19

- Pembebahan terjadi secara perlahan-lahan dengan beban tertentu.

- Waktu penetrasinya panjang (Long penetration time)

- Ketelitian tinggi (High acuracy)

- Pengujian lebih lambat dari motode dinamis

Jenis pengujian kekerasan yang menggunakan metode ini antara lain:

Brinell, Vickers, Vickers Micro Hardness dan Knoop Micro, Hardness dll.

Metode pengujian statis merupakan metode pengujian kekerasan yang

umum digunakan disaat ini. Hal ini berdasarkan pada hasil pengujian yang

lebih akurat. Pengujian ini dapat dikatagorikan berdasarkan berdasarkan

sasaran dari material yang diuji, yaitu :

a) Untuk mengukur kekerasan suatu material digunakan pengujian

kekeasan Brinell, Rockwell dan Vickers.

b) Untuk mengukur kekerasan fasa pada struktur mikro atau pelapisan

tipis dari suatu material digunakan Micro Hardness Test.

Pada penelitian ini penelitian menggunakan pengujian kekerasan

Brinell. Pengujian kekerasan dengan metode Brinell bertujuan untuk

menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material

terhadap bola baja (idenator) yang ditekankan pada permukaan material

iji tersebut (spesimen). Idealnya pengujian Brinell diperuntukan untuk

material yang memiliki permukaan yang kasar dengan uji kekuatan

berkisaran 500-3000 kgf. Idensor (bola baja) biasanya telah dikeraskan

dan diplating ataupun terbuat dari bahan Karbida Tungsten.

20

b. Macam-macam metode uji kekerasan :

1) Pengujian kekerasan Brinell dirumuskan dengan :

HB= 2 pπ D ¿¿ ( 2.4)

Dimana :

D = diameter penetrator (mm )

d = diameter injakan penetrator (mm)

P = beban yang menginjak/menekan (Kg)

HB= Brinell Result (HB)

Gambar : 2.2. Pengujian BrinellSumber : Achmad Zainuri,2012

2) Pengujian kekerasan Vickers dirumuskan dengan :

VHN =1,854 x P

d2 (2.5)

21

Dimana :

P = Beban yang diberikan (kgf)

D = Panjang diagonal rata-rata hasil indentasi

Gambar : 2.3. Pengujian Vickers. Sumber : Achmad Zainuri, 2012

3) Pengujian Rockwell dirumuskan dengan :

HR = E – e (2.6)

Dimana :

Fo = Beban minor (minor load) (kgf)

F1 = Beban mayor ( major load) (kgf)

F = Total beban (kgf)

E = Jarak antara kondisi 1 dan kondisi 3 yang dibagi

dengan 0.002 (mm)

22

Gambar : 2.4. Pengujian Vickers. Sumber : Achmad Zainuri, 2012

6. Pengujian Keausan

a. Uji Keausan ( Wear )

Suatu komponen struktur dan mesin agar berfungsi dengan baik

sebagaimana mestinya sangat tergantung pada sifat-sifat yang dimiliki

material. Material yang tersedia dan dapatdigunakan oleh para engineer

sangat beraneka ragam, sepertilogam, polimer, keramik, gelas, dan

komposit. Sifat yang dimiliki oleh material terkadang membatasi

kinerjanya. Namun demikian, jarang sekali kinerja suatu material hanya

ditentukan oleh satu sifat, tetapi lebih kepada kombinasi dari beberapa sifat.

Salah satu contohnya adalah ketahanan-aus( wear resistance ) merupakan

fungsi dari beberapa sifat material (kekerasan, kekuatan, dll), friksi serta

pelumasan. Oleh sebab itu penelaahan subyek ini yang dikenal dengan nama

ilmu Tribologi. Keausan dapat didefinisikan sebagai rusaknya permukaan

padatan, umumnya melibatkan kehilangan material yang progesif akibat

adanya gesekan (friksi) antar permukaan padatan. Keausan bukan

merupakan sifat dasar material, melainkan respon material terhadap sistem

luar (kontak permukaan). Keausan merupakan hal yang biasa terjadi pada

23

setiap material yang mengalami gesekan dengan material lain. Keausan

bukan merupakan sifat dasar material , melainkan response material

terhadap sistem luar (kontak permukaan). Material apapun dapat mengalami

keausan disebabkan oleh mekanisme yang beragam. Pengujian keausan

dapat dilakukan dengan berbagai macam metode dan teknik, yang semuanya

bertujuan untukmensimulasikan kondisi keausan aktual.

Salah satunya adalah metode Ogoshi dimana benda uji memperoleh

beban gesek dari cincin yang berputar ( revolving disc ). Pembebanan gesek

iniakan menghasilkan kontak antar permukaan yang berulang-ulang yang

pada akhirnya akan mengambil sebagian materialpada permukaan benda uji.

Besarnya jejak permukaan dari material tergesek itulah yang dijadikan dasar

penentuan tingkat keausan pada material. Semakin besar dan dalam jejak

keausanmaka semakin tinggi volume material yang terkelupas dari benda

uji. Ilustrasi skematis dari kontak permukaan antara revolving disc dan

benda uji diberikan oleh Gambar berikut ini.

https://ftkceria.files.wordpress.com/2012/04/uji-keausan.jpg

24

Gambar 2.5 ilustrasi skematis antara revolving disc dan benda uji. Sumber : Muhammad Sadat Hamzah, Muh. Iqba 2017

Dengan B adalah tebal revolving disc (mm), r jari-jari disc (mm),b lebar

celah material yang terabrasi (mm) maka dapat diturunkan besarnya volume

material yang terabrasi :

W =B .b 312 r

Laju keausan (V) dapat ditentukan sebagai perbandingan volume

terabrasi dengan jarak luncur x (setting pada mesin uji) :

V=Wx

= B . b3

12 r . x

Sebagaimana telah disebutkan pada bagian pengantar, material jenis

apapun akan mengalami keausan dengan mekanisme yang beragam , yaitu

keausan adhesive, keausan abrasive, keausan fatik , dan keausan oksidasi.

Dibawah ini diberikan penjelasan ringkas dari mekanisme-mekanisme

tersebut :

b. Keausan adhesive ( Adhesive wear )

Terjadi bila kontak permukaan dari dua material atau lebih

mengakibatkan adanya perlekatan satu sama lainnya( adhesive ) serta

deformasi plastis dan pada akhirnya terjadi pelepasan / pengoyakan salah

satu material seperti di perlihatkan pada gambar 2 di bawah ini :

25

Gambar 2.6 Keausan adhesive.Sumber :Muhammad Sadat Hamzah, Muh.Iqba

2017

Faktor yang menyebabkan adhesive wear :

1. Kecenderungan dari material yang berbeda untuk membentuk larutan

padat atau senyawa intermetalik.

2. Kebersihan permukaan.

Jumlah wear debris akibat terjadinya aus melalui mekanisme adhesif

ini dapat dikurangi dengan cara ,antara lain :

1. Menggunakan material keras.

2. Material dengan jenis yang berbeda, misal berbedastruktur kristalnya.

c. Keausan Abrasif ( Abrasive wear )

Terjadi bila suatu partikel keras ( asperity ) dari material tertentu

meluncur pada permukaan material lain yang lebih lunak sehingga terjadi

penetrasi atau pemotongan material yang lebih lunak , seperti

https://ftkceria.files.wordpress.com/2012/04/uji-keausan-4.jpg

26

diperlihatkan pada Gambar 3 di bawah ini. Tingkat keausan pada

mekanisme iniditentukan oleh derajat kebebasan ( degree of

freedom )partikel keras atau asperity tersebut.

Sebagai contoh partikel pasir silica akan menghasilkan keausan yang

lebih tinggi ketika diikat pada suatu permukaan seperti pada kertas

amplas, dibandingkan bila pertikel tersebut berada di dalam sistem slury.

Pada kasus pertama, partikel tersebut kemungkinan akan tertarik

sepanjang permukaan dan akhirnya mengakibtakan pengoyakan.

Sementara pada kasus terakhir, partikel tersebut mungkin hanya berputar

( rolling ) tanpa efek abrasi.

Faktor yang berperan dalam kaitannya dengan ketahanan material

terhadap abrasive wear antara lain:

1. Material hardness

2. Kondisi struktur mikro

3. Ukuran abrasif

4. Bentuk

abrasif Bentuk kerusakan permukaan akibat abrasive wear, antaralain :

1. Scratching

2. Scoring

3. Gouging

27

Gambar 2.7 Keausan abrasif Sumber : Muhammad Sadat Hamzah,

Muh. Iqba 2017

hanya satu interaksi, sementara pada keausan fatik dibutuhkan interaksi

multi. Keausan ini terjadi akibat interaksi permukaan dimana permukaan

yang mengalami beban berulang akan mengarah pada pembentukan

retak-retak mikro. Retak-retak mikro tersebut pada akhirnya menyatu dan

menghasilkan pengelupasan material. Tingkat keausan sangat

bergantungpada tingkat pembebanan. Gambar 4 memberikan

skematismekanisme keausan lelah :


28

Gambar 2.8. Memberikan skematis mekanisme keausan lelah Sumber : Muhammad Sadat Hamzah, Muh. Iqba 2017

d. Keausan lelah / Fatigue (Surface Fatigue Wear)

Keausan lelah / fatik pada permukaan pada hakikatnya bisa terjadi baik

secara abrasif atau adhesif. Tetapi keausan jenis ini terjadi akibat

interaksi permukaan dimana permukaan yang mengalami beban berulang

akan mengarah pada pembentukan retak-retak mikro. Retak-retak mikro

tersebut pada akhirnya menyatu dan menghasilkan pengelupasan

material. Hal ini akan berakibat pada meningkatnya tegangan gesek.

e. Keausan Oksidasi/Korosif ( Corrosive wear )

Proses kerusakan dimulai dengan adanya perubahan kimiawi material di

permukaan oleh faktor lingkungan. Kontak dengan lingkungan ini


29

menghasilkan pembentukan lapisan pada permukaan dengan sifat yang

berbeda dengan material induk. Sebagai konsekuensinya, material akan

mengarah kepada perpatahan interface antara lapisan permukaan dan

material induk dan akhirnya seluruh lapisan permukaan itu akan tercabut.

Gambar 2.9 Mekanisme keausan oksidative. Sumber : Muhammad Sadat Hamzah, Muh. Iqba 2017

f. Keausan Erosi ( Erosion wear )

Proses erosi disebabkan oleh gas dan cairan yang membawa partikel

padatan yang membentur permukaan material. Jika sudut benturannya

kecil, keausan yang dihasilkan analog dengan abrasive. Namun, jika

sudut benturannya membentuk sudut gaya normal ( 90 derajat ), maka

keausan yang terjadi akan mengakibatkan brittle failure pada

permukaannya.

B. Tinjuan Pustaka


30

1. Ika Wahyuni,2013. “Uji Kekerasan Material Dengan Metode Rockwell”.

Jurnal Teknik Mesin, Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Airlangga, Surabaya. Dengan specimen yang digunakan

adalah aluminium, kuningan dan besi serta menggunakan ball indenter.

Berdasarkan hasil analisis dari hasil eksperimen, pada specimen kuningan

diperoleh nomor kekerasan rata-rata 65,1 , nomor kekerasan rata-rata pada

specimen besi 60,6 dan pada aluminium sebesar 61,6. Kekerasan suatu

material dipengaruhi oleh kemurnian bahan (homogenitas). Dari hasil

eksperimen material terkeras dimiliki oleh kuningan dan terendah

kekerasanya adalah besi. Nilai kekerasan tersebut dapat dilihat

berdasarkan beda kedalaman yang ditimbulkan oleh tekanan pada

permukaan material.

2. Ihsan Gata Bangsawan,2010 meneliti tentang “pengaruh variasi temperatur

dan holding time dengan media quenching oli mesran sae 40 terhadap

struktur mikro dan kekerasan baja assab 760” dengan kandungan kimia

0,50% C, 0,60% Mn, 0,30% Si, dan 0,04% S. Sebagai parameter input

menganalisa data meliputi : variasi temperatur (8000 C, 8400 C, dan 8800

C) variasi holding time (15 menit, 25 menit, dan 35 menit). Stuktur mikro

dan kekerasan. Hasil penelitian menunjukan adanya perubahan tingkat

kekerasan dan struktur mikro yang terbentuk. Dari hasil pengujian

kekerasan didapatkan tingkat kekerasan tertinggi pada spesimen

temperatur 8000 C dengan holding time 35 menit sebesar 27,66 HRC

31

berturut-turut menuju posisi terendah yaitu spesimen temperatur 8400 C

dengan holding time 35 menit dan spesimen temperatur 8800 C dengan

holding 35 menit sebesar 24,33 HRC, spesimen temperatur 8400 C dengan

holding time 25 menit sebesar 24 HRC, spesimen temperatur 8800 C

dengan holding time 25 menit sebesar 23,33 HRC, spesimen temperatur

8400 C dengan holding time 15 menit sebesar 22,33 HRC, spesimen

temperatur 8000 C dengan holding time 25 menit sebesar 22 HRC,

spesimen temperatur 8800 C dengan holding time 15 menit sebesar 21,33

HRC, spesimen temperatur 8000 C dengan holding time 15 menit sebesar

19,33 HRC, dan paling rendah spesimen raw material sebesar 8 HRC.

Pengujian struktur mikro menunjukkan struktur mikro raw material terdiri

dari ferit dan perlit dengan bentuk besar kristal yang berimbang sesuai

dengan kandungan karbon yang sebesar 0,50% dan pada kelompok

spesimen hardening yang di quenching dengan oli Mesran SAE 40

didapatkan struktur mikro baru yaitu martensit yang merupakan struktur

utama dalam peningkatan kekerasan baja. Dari hasil penelitian dapat

disimpulkan bahwa variasi temperatur dan variasi holding time dengan

media quenching oli Mesran SAE 40 dapat mengubah struktur mikro dan

meningkatkan kekersan dari baja ASSAB 760 dengan nilai kekerasan

tertinggi pada spesimen temperatur 8000 C dengan holding time 35 menit

sebesar 27,66 HRC.

3. Sutiyoko,2011 meneliti tentang “Perubahan sifat mekanik material karena

perbedaan kontruksi larutan garam nacl pada proses quenching” Salah satu

32

cara untuk meningkatkan kekerasan baja adalah denga proses quenching

(pencelupan pada cairan). Media yang digunakan untuk proses quenching

sangat bermacam-macam misalnya air, oli, dan lain-lain. Penelitian ini

membahas pengaruh kadar garam dalam air yang digunakan untuk proses

quenching baja. Kadar garam variasi dari 0-30% dengan menggunakan air

5 liter. Pengujian yang dilakukan berupa pengujian kekerasan dan struktur

mikro. Hasil pengujian kekerasan menujukan semakin tinggi kandungan

garamnya maka semakin meningkat kekerasannya. Namun apabila ditinjau

dari peningkatan kekerasan yang diperoleh maka nilai yang flukuatif dan

ada kecenderungan mengalami penurunan dengan meningkatnya kadar

garam. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menvalidasi hasil yang

telah diperoleh.

4. Arief Murtiono,2012 meneliti tentang “Pengaruh quenching dan tempering

terhadap kekerasan dan kekuatan tarik serta struktur mikro baja karbon

sedang untuk mata pisau pemanen sawit” Perlakuan panas (heat tretment)

didefinisikan sebagai kombinasi operasi pemanasan dan pendinginan yang

terkontrol dalam keadaan padat untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu

pada baja atau paduannya. Salah satu metode perlakuan panas tersebut

dengan proses quenching dan tempering. Proses ini dilakukan pada

temperatur austenite (8300 C) selama 45 menit kemudian didinginkan

dengan air es dan udara bebas, kemudian ditempering pada temperatur

5500 C, 6000 C, dan 6500 C dengan lama waktu penahanan 1 jam dan 2

jam. Hasil pengujian memperlihatkan bahwa nilai kekerasan optimum

33

adalah 825,6 BHN setelah di quenching pada suhu 8300 C dan 333 BHN

setelah di-tempering selama 1 jam pada suhu 5500 C. Hasil pengujian tarik

diperoleh tegangan luluh (yield strength) 607,72 Mpa dan tegangan batas

(ultimate strength) 939 Mpa. Besarnya kenaikan butiran dari raw material

5,6 µm menjadi 5,9 µm setelah quenching, dan setelah tempering naik

menjadi 6,12 µm, 6,93 µm, dan 7,15 µm. Dari penelitian ini disimpulkan

bahwa proses tempering dapat menurunkan nilai kekerasan dan kekuatan

tarik. Sementara nilai struktur mikro memperlihatkan bahwa diameter

butiran bahan menunjukkan kenaikan diameter butiran selama proses heat

treatment. Dimana korelasi antara diameter butiran dan sifat mekanik

adalah berbanding terbalik sesuai dengan rumus yang dikemukakan oleh

Hall and Petch method.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Metode Penelitian

Metode penelitian ini ada sebagai berikut :

1. Metode penelitian

yang penulis gunakan dalam penulisan ini adalah metode eksperimen.

Metode eksperimen yaitu suatu metode yang berusaha mencari pengaruh

variabel tertentu terhadap variabel yang lain dalam kondisi terkontrol

tetap.Pada metode penelitian ini menggunakan baja st 41, yang di pack

carburizingpaduan antara serbuk arang batok kelapa 20% dan serbuk

kerang laut 80% dengan suhu820ºC, 875ºC, 925ºC setelah itu di quenching

dengan variasi media pedingin dengan air cooler. Pengujian ini dilakukan

untuk mendapatkan dan mengetahui sifat mekaniknya yaitu pengujian

tarik, pengujian lengkung, dan kekerasan sebagai penguat hasil pengujian.

2. Waktu dan tempat penelitian

Adapun waktu penelitian yang merupakan rencana penelitian dari

awal persiapan sampai akhir penyelesaian. waktu penelitian ini dibuat

sebagai batas waktu dan target waktu penyelesaian penelitian, waktu dan

penelitian akan dilaksanakan.

Tanggal : 6 maret sampai

Tempat : Bengkel Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal dan

UPTD LIK Takaru Dampyak, Cv. Achmad Kosim Kebasen,

Talang, Kabupaten Tegal.

34

35

Adapun tahap proses penelitian yang saya lakukan untuk membuat benda uji

adalah sebagai berikut

Sedangkan jadwal penelitian ditunjukan pada tabel 3.1 dibawah ini :

No Kegiatan Bulanke-

Persiapan 1 2 3 4 5

1 a. Studi literature √

b. Penyusunan

proposal

√ √ √

c.

Persiapanalatdanbah

an

√ √

2 Pelaksanaan

a. Seminar proposal √

b. Pembuatan

specimen

√

c. Pengujian

specimen

√

3 Penyelesaian

a. Pengolahan data √

b. Penyusunan

laporan

√

c. Ujian skripsi √

Mulai

Penyiapan alat dan bahan

Pembuatan spesimen

Pack Carburizing variasi 20% serbuk arang batok kelapa dan 80% serbuk cangkang kerang laut

Variasi Suhu 925º C



Pengujian

Pengujian Kekerasan Pengujian Keausan

Analisa Data dan Pengolahan Data

Kesimpulan

Selesai

Quenching air cooler

37

B. Diagram Alir Penelitian

Untuk memudahkan dalam melakukan penelitian maka disusunlah suatu

diagram alir penelitan gambar 3.2

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian.

C. Variabel Penelitian

38

Variabel penelitian pada dasarnya adalah segala sesuatu yang berbentuk

apa saja yang ditetapkan oleh peneliti untuk dipelajari sehingga diperoleh

informasi tentang hal tersebut, kemudian tarik kesimpulan dari hasil

penelitian tersebut. (sugiono, 2016).

Dalam penelitian ini ada dua macam variabel, yaitu :

1. Variabel bebas

Variabel bebas adalah variabel yang mempengaruhi atau menjadi

sebab perubahannya atau timbulnya variabel-variabel lainnya. Sedangkan

variabel bebas pada penelitian ini adalah Fariasi Suhu pada baja st 41

(825º C, 875º C, 925º C).

2. Variabel terikat

Variabel terikat merupakan variabel yang dipengaruhi atau yang

menjadi akibat karena adanya variabel bebas, sedangkan variabel terikat

pada penelitian ini adalah sifat mekanik baja st 41 (uji kekerasan, dan uji

keausan).

D. Metode Pengumpulan Data

Ada beberapa metode pengumpulan data yang digunakan penulis dalam

penelitian ini. Metode-metode tersebut antara lain :

1. Metode observasi

39

Metode observasi yang dilakukan penulis mengamati perkembangan

tentang baja st 41 yang selama ini dilakukan di Cv. Ahmad Kosim

Kebasen, Talang. Dalam hal pembuatan mata pisau pada mesin

penghacur plastik karena komponen ini memerlukan kekuatan yang

cukup baik maka bahan yang digunakan juga harus baik. Padahal bahan

yang digunakan baja st 41 yang didapat di toko besi gema bajaranyar

yang tidak memiliki sertifikatnya. Oleh karena itu, banyak upaya yang

dilakukan dalam proses pembuatan benda uji agar hasilnya itu lebih baik.

2. Metode interview / wawancara

Metode wawancara yang dilakukan penulis mencari tahu tentang

kekurangan dan permasalahan pembuatan mata pisau pada mesin

penghancur plastik, penulis mencoba menanyakan material dan suhuyang

selalu dipakai serta open tretment yang digunakan Pack Carburizing

untuk tretment baja st 41 yang saya teliti.

3. Metode eksperimen

Metode eksperimen yang penulis dipakai dengan menggunakan

bahan material baja st 41 dan variasi suhu (825ºc,875ºc,dan 925ºc)

sebagai variabel bebas untuk mendapatkan data yang lebih real tentang

baja st 41.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian

Penelitian ini menghasilkan angka dalam table, gambar dan foto , dat yang

di hasilkan meliputi sifat mekanik dari material yang di gunakan dalam

penelitia ini dengan pengamatan hasil pengujian kekerasan dan pengujian

keausan.

B. Uji Komposisi Dan Raw Material

Uji komposisi dilakukan untuk mengetahui prosentase unsur kimia

yang terkandung dalam spesimen. Raw materil di uji dilakukan d awal saat

penentuan bahwa spesimen termasuk baja st 41 , berdasarkan dari hasil

pengujian kmposisi kimia di ketahui bahwa spesimen mempunyai kndungan

karbon 0,17%. Sehinggaa material tersebut tergolong baja st 41. Prosentase

kandungan baja trsebut di jadikan sebagai dasar pengambilan proses

carburizing . Berikut adalah tabal komposisi kimia yang di peroleh dai unsur

kimia di uptd laboratorium prindustrian tegal.

41

Tabel 4.1 komposisi kimia baja paduan Raw Material

Unsur Chemical Composition (%) Test Result

(%)N1 N2

C 0,17 0,17 0,17

Si 0,21 0,22 0,21

Mn 0,50 0,50 0,50

P 0,3 0,3 0,03

S 0,02 0,01 0,01

Cr 0,34 0,33 0,34

Mo 0,01 0,01 0,01

Ni*) 0,00 0,00 0,00

Cu 0,02 0,02 0,02

Fe 98,5 98,5 98,5

42

Tabel 4.2 komposisi kimia baja paduan Suhu 825ºC


(%)N1 N2

C 0,08 0,13 0,11

Si 0,16 0,16 0,16

Mn 0,40 0,40 0,40

P 0,01 0,02 0,02

S 0,01 0,02 0,02

Cr 0,02 0,02 0,02

Mo 0,00 0,01 0,01

Ni*) 0,02 0,01 0,01

Cu 0,03 0,03 0,03

Fe 99,1 99,0 99,1

43

Tabel 4.3 komposisi kimia baja paduan Suhu 875ºC


(%)N1 N2

C 0,12 0,12 0,12

Si 0,17 0,18 0,17

Mn 0,40 0,37 0,39

P 0,04 0,03 0,03

S 0,03 0,02 0,03

Cr 0,02 0,02 0,02

Mo 0,00 0,01 0,01

Ni*) 0,02 0,02 0,02

Cu 0,04 0,03 0,03

Fe 99,0 99,0 99,0

44

Tabel 4.4 komposisi kimia baja paduan suhu 925ºC


(%)N1 N2

C 0,02 0,02 0,02

Si 0,18 0,18 0,18

Mn 0,39 0,37 0,38

P 0,02 0,02 0,02

S 0,02 0,02 0,02

Cr 0,02 0,02 0,02

Mo 0,01 0,01 0,01

Ni*) 0,02 0,02 0,02

Cu 0,03 0,03 0,03

Fe 99,1 99,1 99,1

45

C. Pengujian Kekerasan

Pengujian Kekerasan di lakukan dengan mengguakan metode HB (Hard

Brinell)kekerasan brinel adalah beban p di bagi luas bidang (mm2) penekanan

yang merupakan deformasi tetap sebagai akibat penekan. Dengan menggunakan

mesin uji affiri 206 RT standar uji jiz 2243:2008, setiap spesimen di lakukan

heatritment metode pack carburizing dengan suhu 825ºc ,875 ºc dan 925ºc dan di

dinginkan secara langsung dengan media air collent dan di tahan 15 menit di

lakukan 3 kali dengan 3 titik masing – masing pada permukaan spisimen.

Tabel 4.5 perhitungn hasil pengujian kekerasan.

variable Spesimen Kekerasan HB (hard brinell)

Raw material 1

Titik 1 143Titik 2 141

Titik 3 143

Rata-rata 142,33

Variable 1 pada

pemanasan suhu 825ºc

2Titik 1 122Titik 2 121Titik 3 130

Rata-rata 124,33

Variable 2 pada



Rata-rata 127

Variable 3 pada



Rata-rata 110,67

46

Note : Indikator Bola Baja 2,5 mm

Beban penekanan : F=1840 N

Waktu penekanan : 15 Detik

Tabel 4.5 menunjukan hasil kekerasan dari rata-rata setiap variable dengan

media pendingin air coolent dengan suhu 825ºc, 875ºc, dan 925ºc menggunakan 3

titik setiap spesimen dengan kode sample 1,2,3 karena nilai HB sudah di dapat

jadi perhitungan yang di lakukan adalah dengan mencari nilai diameter bekas

penekanan indikator (mm). Pada pengujian kekerasan dari tiap-tiap spesimen

fariasi suhu 825ºc, 875ºc, dan 925ºc, mengalami perubahan penurunan kekerasan

dari kekerasan raw material.

Raw material suhu 825ºc suhu 875ºc suhu 925ºc0

20

40

60

80

100

120

140

160

Pengujian Kekerasan

142,33

124,33 127110,67

Gambar 4.3 Grafik Perhitungan Hasil Pengujian Kekerasan

47

D. Pengujuan Keausan

Pengujian ini di lakukan dengan menggunakan media gesek cincin yang

berputar ( revolving disc ) pembebanan gesek ini akan menghasilkan kontak antar

permukaan yang berulang-ulang yang pada akhirnya akan mengambil sebagian

material pada permukaan benda uji dengan waktu 1 manit untuk melihat tingkat

keausan pada baja st 41 tersebut. Besarnya jejak permukaan dari mateial tergesek

itulah yang di jadikan dasar penentuan tingkat keausan pada material,semakin

besar dan dalam jejak keausan naka semakin tinggi volume material yang

terkelupas dari benda uji.

48

Tabel 4.6 perhitungan hasil pengujian keausan

spesimen

Titik uji (setrip) Lebar disc

(B) mm

Jari-jari

Disc (r) mm b3 1 2 3

Raw

material

17 17 12

20 10 0,512 0,085

Rata-rata 15,33

Di suhu

825oc

10 11 9

20 10 0,140 0,023

Rata-rat 10

Di suhu

875oc

13 14 11

20 10 0,262 0,043

Rata-rata 12,33

Di suhu

925oc

11 12 12

20 10 0,226 0,037

Rata-rata 11,66

Sumber : Laboratorium Universitas Gajah Mada Yogyakarta

Keterangan :

W = Besar Volum (mm2/kg)

B = Lebar disc (mm)

R = Jari-jari disc (mm)

B3 = Lebar matrial yang terabrasi

49

Raw material suhu 825ºc suhu 875ºc suhu 925ºc0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4Pengujian Keausan

3,783

1,455

3,806

2,934

Gambar 4.7 diaram uji keausan

E. Pembahasan

Dari penelitian di atas maka di lakukan uraian pembahasan sebagai berikut :

Pembahasan kali ini kita tertuju ke komposisi dari bahan baku baja st 41

yang dimana kita melihat bahwa pengujian komposisi kimia dari baja ini

mengalami penurunan yang amat drastic disini saya belum bisa

menyimpulkan dengan pasti apa penyebab penurunan dari penurunan dari

unsur kimia tersebut, tetapi saya menganalisa bahwa penyebab dari

penurunan unsur ini akibat proses heattreattmen, pada suhu yang ditentukan

kita menahan cuman sekedar 15 menit yang seharusnya cukup untuk baja st

41 ternyata tidak memahami dan yang ke dua ketika sudah 15 menit mesin

dibuka tetapi proses pengambilannya terlalu lama sehingga unsure kimia yang

ada di baja tersebut kemudian menghilang, yang ke tiga proses quenching

50

menggunakan air coolent dimensinya kurang banyak yang seharusnya 4 liter

air coolent mampu membandingkan specimen tersebut ini malah menjadi

panas sehingga mungkin dari situlah penyebab penurunan unsur kimia, salah

satu unsure kimia yang penurunannya sangat drastis yaitu korban yang

dimana raw material 0,17 menjadi 0,02 mangan 0,50 menjadi 0,39 dan krom

dari 0,34 menjadi 0,02 pembahasan yang ke dua yaitu pengujian kekerasan

dan disini dilihat dari table uji kekerasan menunjukan penurunan yang amat

drastis penyebab penurunan kekerasan itu akibat unsur kimia dari baja

tersebut banyak yang menghilang atau terlepas dari unsure kimia raw material

sehingga menyebabkan penurunan kekerasan yang dimana raw material

sehingga menyebabkan penurunan kekerasan yang dimana raw material

142,33 HB (hardness brinnel) di suhu 825oc yaitu 124,33 HB, di suhu 875oc

yaitu 127 HB, dan penurunan kekerasan yang sangat drastic itu dapat di suhu

925oc yang dimana kekuatan kekerasannya 110,67 HB disini kami juga belum

bisa menyimpulkan yang tepat penyebab penurunan kekerasan ini, tetapi

kami menganalisa penyebab penurunan kekerasan ini yaitu ketika

pengambilan spesimen yang sudah di treatment melalui penurunan suhu jadi

yang seharusnya proses pack carburizing campuran 80% kerang dan 20%

batok kelapa terperangkap di spesimen ini justru membuat usur kimia yang

ada di spesimen malah keluar. Yang terakhir dari pembahasan ini uji ke ausan

disini ada keanehan dalam uji keausan dimana yang sudah kita bahas bahwa

komposisi baja st 41 yang sudah di treatment mengalami penurunan unsur

dan uji kekerasan yang mengalami penurunan kekerasan tetapi diuji keausan

51

kita mendapatkan kekuatan aus yang baik dimana grafik suhu menujukan

penurunan tingkat ke ausan dimana raw material (benda uji yang belum di

suhu 825oc mengalami penurunan yang sangat baik yaitu 1,455 mm2/kg tetapi

ada di suhu 875oc mengalami sedikit kenaikan sekitar 0,023 mm2/kg, menjadi

4,806 mm2/kg di suhu 925oc 2,934 mm2/kg. disini kami belum bisa

menyimpulkan penyebab tingkat aus yang menurun sangat baik. Ketika kami

menyimpulkan apabila sebuah besi di treatment disuhu dimana

akanmembuka pori-pori baja dan memasukan unsur tambahan yang sudah

kita siapkan akan mengalami tingkat kekerasan yang sangat baik tetapi kita

liat dilembar uji kekerasan malah mengalami proses penurunan yang sangat

buruk jadi disini kami masih belum mampu member pendapat yang pasti

tentang penurunan uji ke ausan.

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang di lakukan dapat di simpulkan bahwa

pengujian dan evaluasi data serta pembahasan pada heattreatmen proses pack

carburizing logam baja st 41 dengan pendingin air coolent menggunakan

variasi suhu 825ºc,875ºc dan 925ºc dengan demikian maka dapat di ambil

kesimpulan sebagai berikut.

1. Hasil pengujian kekerasan yang di lakukan proses heattreatmen proses

pack carburizing logam baja st 41 dengan pendingin air coolent

menggunakan variasi suhu 825ºc,875ºc dan 925ºc dengan demikian hasil

yang di dapat dari peneliatian ini adalh penurunan tingkat kekerasan dari

kandungan baja tersebut, pada raw material memiliki kekerasan 142,33

HB, di suhu 825ºc,124,33 HB di suhu 875ºc,127HB dan di suhu tertinggi

925c,110,67 HB. Jadi kesimpulan dari penelitian ini semakin tinggi suhu

yang di hasilkan akan semakin lemah tingkat kekerasannya.

2. Hasil pengujian keausan yang di dapat dari penelitian ini adalah

penurunan tingkat keausan dari kandungan baja tersebut, pada raw

material memiliki keausan 3,783 x 10-8 mm2/kg di pemanasan suhu

825oc, 1,455 x10-82/kg suhu 875oc, 3,806 x 10-8 mm2/kg dan disuhu

tertinggi 925oc, 2,934 x 10-8 mm2/kg.

3. Hasil dari pengujian pack carburizing variasi 80% serbuk cangkang

kerang laut dan 20% serbuk arang batok kelapa tidak mendapat pengaruh

53

apapun terhadap baja st 41, seharusnya unsure kimia yang kita siapkan

bisa menambah, ini malah membuat keluar unsure sudah terkandung

didalam raw material sehingga mengakibatkan tidak masuknya

penambahan unsur yang sudah kita siapkan.

4. Untuk mengoprasikan mesin pencacah plastik dengan mata pisau baja st

41 sendidi bisa digunakan dengan baik namun untuk hasil kurang

maksimal.

B. Saran

Berdasarkan hasil penelitian yang di lakukan agar memperoleh hasil yang

optimal maka di sarankan sebagai berikut :

1. Perlu melakukan penelitian lebih lanjut setelah treatment dan pack

carburizing pendinginan air coolent dengan suhu 825ºc, tetapi

memperpanjang waktu penahanan.

2. Dimensi spesimen di sesuaikan dengan proses treatment apabila dimensi

tebal maka waktu pemanasan juga akan semakin lama.

3. Sebaiknya menggunakan media pendinginan air gram karna tingkat daya

pendinginannya yang sangat cepat di banding dengan air coolent atau oli.

4. Kita mau pencelupan sebaiknya apabila treatmen sudah dibuka hendak

langsung segera diambil dan dicelupkan kependingin karena suhu ruangan

akan sangat cepat berubah.

54

5. Sebaiknya jangan mengambil penelitian ini sebelum memahami benar

proses pack carburizing dikhawatirkan akan mengalami kejadian yang

sama seperti yang saya alami.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad Zainuri, Dkk, 2012. Analisa Kekerasan dan Struktur Mikro Pada Baja Aisi 1018 akibat Proses Pack Carburizingdengan Variasi Kosentrasi Serbuk Cangkang Keong Mas, jurnal. Universitas Mataram, Lombok.

Haryanto Upingo, Dkk, 2016. Optimalisasi Mesin Pencacah Plastik Otomatis, jurnal. Teknologi Pertanian Gorontalo, Gorontalo.

Herwandi, Asrul Hidayat, 2015. Analisa Perubahan Sruktur Akibat Heat Treatment pada Logam ST, FC, dan Ni-Hard 4, jurnal. Universitas Kristen Petra, Surabaya.

John Wily & Sons, 2013. Material Science & Eengeering–An introduction. Departement of Metallurgical Engineering The University Of Utah.

M Fajar Sidiq, 2016. Pengaruh Suhu Heat Treatment Terhadap Laju Korosi Matrial Pagar, Jurnal. Universitas Pancasakti, Tegal.

Muhammad Sadat Hamzah, Muh. Iqba 2017, peningkatan ketahanan aus baja karbon rendah dengan metode carburizing, Jurnal. Universitas Tadulako, Palu

R. E. Smallman and R. J. Bishop, 2000. “Modern physical metallurgy and materials engeering”, Hill International Book Company, New York.

Sarjito, Jokosisworo, 2011. Analisa Kekuatan Puntir, Lentur Putar dan Kekerasan Baja ST 60 untuk Poros Propeller Setelah Di Quenching, jurnal. Universitas Diponegoro, DIY.

Supriyono, Dkk, 2015. Penelitian Sifat Mekanik Baja Karbon ST 41 hasil Reduksi Pada Mesin Roll Datar, jurnal. Universitas Gunadarma, Depok.

Triwahyuni,2016, Indonesia Penyumbang Sampah Plastik Terbesar Ke-dua Dunia, www.cnnindonesia.com (5 April 2019).

http://www.cnnindonesia.com/

57

Lampiran Perhitungan

Perhitungan pengujian Kekerasan Brinell Raw Material titik 1

Diketahui : Beban penekanan (P) = 1840 N →18409,8

=18,775510204 Kgf

Indentor bola baja (D) = 2,5 mm

HB =173 kg/mm2

MAKA :

HB = 2 P

π . D {D−√(D ²−d ²)}

173 = 2 x 18,775510204

3,14 x2,5¿¿

173 = 37,551020408

7,85¿¿173 x 7,85¿ = 37,551020408 1358,05(2,5−√(6,25−d2)) = 37,551020408

¿ = 37,551020408

1358,05

¿ = 0,0276506906

2,5−0,0276506906 = √6,25−d ²

2,4723493094 ² = 6,25−d ²

6,1125111077−6,25 = −d ²

−0,1374888923 = −d ²

d ² = 0,1374888923

HB = 37,551020408

7,85¿¿

= 37,551020408

7,85(2,5−2,4723493094)

58

= 37,551020408

7,85(0,0276506906)

= 37,5510204080,2170579212

= 173 HB

Perhitungan pengujian Kekerasan Brinell RAW Material titik 2


=18,775510204 Kgf


HB =170 kg/mm2

MAKA :

HB = 2 P

π . D {D−√(D ²−d ²)}

170 = 2 x 18,775510204

3,14 x2,5¿¿

170 = 37,551020408

7,85¿¿170 x 7,85¿ = 37,551020408 1334,5(2,5−√(6,25−d2))= 37,551020408

¿ = 37,551020408

1334,5

¿ = 0,028138644

2,5−0,028138644 = √6,25−d ²

2,471861356 ² = 6,25−d ²

6,1100985633−6,25 = −d ²

−0,1399014367 = −d ²

d ² = 0,1399014367

59

HB = 37,551020408

7,85¿¿

= 37,551020408

7,85(2,5−2,471861356)

= 37,551020408

7,85(0,028138644)

= 37,5510204080,2208883554

= 170 HB

Perhitungan pengujian Kekerasan Brinell RAW Material titik 3


=18,775510204 Kgf


HB =179 kg/mm2

MAKA :

HB = 2 P

π . D {D−√(D ²−d ²)}

179 = 2 x 18,775510204

3,14 x2,5¿¿

179 = 37,551020408

7,85¿¿179 x 7,85¿ = 37,551020408 1405,15(2,5−√(6,25−d2)) = 37,551020408

¿ = 37,551020408

1405,15

¿ = 0,0267238518

2,5−0,0267238518 = √6,25−d ²

60

2,4732761482 ² = 6,25−d ²

6,1170949053−6,25 = −d ²

−0,1329050947 = −d ²

d ² = 0,1329050947

HB = 37,551020408

7,85¿¿

= 37,551020408

7,85(2,5−2,4732761482)

= 37,551020408

7,85(0,0267238518)

= 37,5510204080,2097822366

= 179 HB

Perhitungan pengujian Kekerasan Brinell Di suhu 825°C titik 1


=18,775510204 Kgf


HB =122 kg/mm2

MAKA :

HB = 2 P

π . D {D−√(D ²−d ²)}

122 = 2 x 18,775510204

3,14 x2,5¿¿

122 = 37,551020408

7,85¿¿151 x 7,85¿ = 37,551020408114,15 (2,5−√(6,25−d2))= 37,551020408

61

¿ = 37,551020408

114,15

¿ = 0,0328962071

2,5−0,0328962071 = √6,25−d ²

2,171037929 ² = 6,25−d ²

4,7134056892−6,25 = −d ²

−1,536594311 = −d ²

d ² = 1,536594311

HB = 37,551020408

7,85¿¿

= 37,551020408

7,85(2,5−2,171037929)

= 37,551020408

7,85(0,328962071)

= 37,5510204082,5823522574

= 122 HB



=18,775510204 Kgf


HB =121 kg/mm2

π = 227

62

MAKA :

HB = 2 P

π . D {D−√(D ²−d ²)}

121 = 2 x 18,775510204

227

x2,5¿¿

121 = 37,551020408

7,8571428571¿¿7,85- 121 ¿ = 37,551020408

-113,1428571429 (2,5−√(6,25−d2)) = 37,551020408

¿ = 37,551020408

113,1428571429

¿ = 0,3318903319

2,5−0,3318903319 = √6,25−d ²

2,1681096681 ²- 6,25=−d ²

4,7006995329−6,25 = −d ²

−1,5493004671 = −d ²

d ² = 1,5493004671

HB = 37,551020408

7,85¿¿

= 37,551020408

7,85(2,5−4,7006995329)

= 37,551020408

7,85(2,2006995329)

= 37,551020408

17,291208729328

= 121 HB

63



=18,775510204 Kgf


HB =130 kg/mm2

MAKA :

HB = 2 P

π . D {D−√(D ²−d ²)}

130 = 2 x 18,775510204

3,14 x2,5¿¿

130 = 37,551020408

7,85¿¿130 x 7,85¿ = 37,551020408

122,15 (2,5−√(6,25−d2)) = 37,551020408

¿ = 37,551020408

122,15

¿ = 0,3074172772

2,5−¿0,3074172772 = √6,25−d ²

2,1925827228 = 6,25−d ²

4,8074189963−6,25 = −d ²

1,442581004 = −d ²

HB = 37,551020408

7,85¿¿

= 37,551020408

7,85(2,5 ²−2,4702883883)

= 37,551020408

7,85(0,3074172773)

64

= 37,5510204082,4132256268

= 130 HB

Perhitungan pengujian Kekerasan Brinell Pendingin Oli SAE 40 titik 1


=18,775510204 Kgf


HB =124 kg/mm2

MAKA :

HB = 2 P

π . D {D−√(D ²−d ²)}

124 = 2 x 18,775510204

3,14 x2,5¿¿

124 = 37,551020408

7,85¿¿124 x 7,85¿ = 37,551020408

973,4(2,5−√(6,25−d2)) = 37,551020408

¿ = 37,551020408

973,4

¿ = 0,0385771732

2,5−0,0 385771732= √6,25−d ²

2,461422826868 ² = 6,25−d ²

6,0586023323−6,25 = −d ²

−0,1913976677 = −d ²

d ² = 0,1913976677

65

HB = 37,551020408

7,85¿¿

= 37,551020408

7,85(2,5−2,4614228268)

= 37,5510204080,3028308096

= 124 HB



=18,775510204 Kgf


HB =126 kg/mm2

MAKA :

HB = 2 P

π . D {D−√(D ²−d ²)}

126 = 2 x 18,775510204

3,14 x2,5¿¿

126 = 37,551020408

7,85¿¿126 x 7,85¿ = 37,551020408

989,1 (2,5−√(6,25−d2)) = 37,551020408

¿ = 37,551020408

989,1

¿ = 0,0379648371

2,5−0,0379648371 = √6,25−d ²

2,4620351629 ² = 6,25−d ²

6,0616171434−6,25 = −d ²

66

−0,1883828566 = −d ²

d ² = 0,1883828566

HB = 37,551020408

7,85¿¿

= 37,551020408

7,85(2,5−2,4620351629)

= 37,5510204080,2980239712

= 126 HB



=18,775510204 Kgf


HB =131 kg/mm2

MAKA :

HB = 2 P

π . D {D−√(D ²−d ²)}

131 = 2 x 18,775510204

3,14 x2,5¿¿

131 = 37,551020408

7,85¿¿131 x 7,85¿ = 37,551020408

1028,35 (2,5−√(6,25−d2)) = 37,551020408

¿ = 37,551020408

1028,35

¿ = 0,0365157975

67

2,5−0,0365157975 = √6,25−d ²

2,4634842025 ² = 6,25−d ²

6,0687754416−6,25 = −d ²

−1,81245584 = −d ²

d ² = 1,81245584

HB = 37,551020408

7,85¿¿

= 37,551020408

7,85(2,5−2,4634842025)

= 37,5510204080,2866490104

= 131 HB

Perhitungan pengujian Kekerasan Brinell Pendingin Air Garam titik 1


=18,775510204 Kgf


HB =111 kg/mm2

MAKA :

HB = 2 P

π . D {D−√(D ²−d ²)}

111 = 2 x 18,775510204

3,14 x2,5¿¿

68

111 = 37,551020408

7,85¿¿111 x 7,85¿ = 37,551020408

103,15 (2,5−√(6,25−d2)) = 37,551020408

¿ = 37,551020408

103,15

¿ = 0,3640428542

2,5−¿ 0,3640428542= √6,25−d ²

2,1359571458 ² = 6,25−d ²

6,1297864696−6,25 = −d ²

1,687687071 = −d ²

HB = 37,551020408

7,85¿¿

= 37,551020408

7,85∗2,1359571459

= 37,55102040816,767263595

= 111 HB



=18,775510204 Kgf


HB =108 kg/mm2

MAKA :

HB = 2 P

π . D {D−√(D ²−d ²)}

108 = 2 x 18,775510204

3,14 x2,5¿¿

69

108 = 37,551020408

7,85¿¿108 x 7,85¿ = 37,551020408

100,15 (2,5−√(6,25−d2)) = 37,551020408

¿ = 37,551020408

100,15

¿ = 0,3749477824

2,5−0,3749477824 = √6,25−d ²

2,1250522176 ² = 6,25−d ²

4,5158469275−6,25 = −d ²

1,734153072 = −d ²

HB = 37,551020408

7,85¿¿

= 37,551020408

7,85(2,5−2,1250522177)

= 37,551020408

7,85(0,3749477823)

= 37,5510204082,9320916576

= 108 HB



=18,775510204 Kgf


HB =113 kg/mm2

MAKA :

70

HB = 2 P

π . D {D−√(D ²−d ²)}

113 = 2 x 18,775510204

3,14 x2,5¿¿

113 = 37,551020408

7,85¿¿113 x 7,85¿ = 37,551020408

887,05(2,5−√(6,25−d2)) = 37,551020408

¿ = 37,551020408

887,05

¿ = 0,0423324733

2,5−0,0423324733 = √6,25−d ²

24576675267 ²= 6,25−d ²

6,041296718−6,25 = −d ²

−0,2098703282 = −d ²

d ² = 0,2098703282

HB = 37,551020408

7,85¿¿

= 37,551020408

7,85(2,5−2,4576675267)

= 37,551020408

7,85(0,0423324733)

= 37,551020408

0,33233099154

= 113 HB

71

Lampiran Gambar

Gambar : serbuk arang batok kelapa dan serbuk arang kerang hijau

72

Gambar : Alat Uji Komposisi

Gambar : spesimen uji komposisi

73

Gambar : alat Heat Treatmant

Gambar : Quenching air coolant

74

Gambar : proses Heat Treatman

Gambar : spesimen uji kekerasan

75

Gambar : alat uji kekerasan

76

Gambar . uji keausan

ups tegal - triwahyuni,2016, indonesia penyumbang ...repository.upstegal.ac.id/985/1/skripsi galang...

Documents