bab 1 skripsi agung pahat hq 760 - salin.docx
TRANSCRIPT
STUDI KEKERASAN MATA PAHAT BETON PRODUKSI
PANDAI BESI DENGAN SIMULASI PERLAKUAN PANAS
HARDENING DAN TEMPERING
SKRIPSI
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Kurikulum Dalam Menyelesaikan Pendidikan
Strata-1 (S-1) Pada Program Studi Teknik Mesin
Disusun oleh :
Muhammad Agung Rohollah
1022110040
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TRIDINANTI PALEMBANG
2015
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TRIDINANTI PALEMBANG
SKRIPSI
STUDI KEKERASAN MATA PAHAT BETON PRODUKSI PANDAI BESI
DENGAN SIMULASI PERLAKUAN PANAS HARDENING DAN TEMPERING
Disusun oleh :
M. AGUNG ROHOLLAH
1022110040
Mengetahui : Diperiksa dan disetujui :
Ketua Program Studi Teknik Mesin, Pembimbing I,
Ir. Madagaskar, MSc Ir.Drs. M. Iskandar Badil, MT
Pembimbing II,
Ir. R. Kohar, MT
Disahkan Oleh :
Dekan,
Ir. Ibnu Aziz, MT. Ars
UNIVERSITAS TRIDINANTI
FAKULTAS TEKNIK
PALEMBANG
SKRIPSI
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
Nama Mahasiswa : Muhammad Agung Rohollah
Nomor Pokok : 1022110040
Program Studi : Teknik Mesin
Jenjang Pendidikan : Strata-1 (S-1)
Judul Skripsi : Studi Kekerasan Mata Pahat Beton Produksi Pandai Besi
Dengan Simulasi Perlakuan Panas Hardening Dan
Tempering
Mengetahui : Diperiksa dan disetujui :
Ketua Program Studi Teknik Mesin, Pembimbing I,
Ir. Madagaskar, MSc Ir. Drs. M. Iskandar Badil, MT
Pembimbing II,
Ir. R. Kohar, MT
MOTO : Kegagalan adalah sukses yang
tertunda, mempelajari kegagalan lalu berusaha lagi dengan semangat adalah kunci sukses menuju keberhasilan
Manusia adalah makhluk sosial, perlunya pergaulan luas yang positif karena ketika kita mengalami kesulitan pasti ada yang akan membantu
Saya harus berusaha lebih giat karena saya sadar bahwa saya bukan berasal dari keluarga kaya
KUPERSEMBAHKAN UNTUK : Kedua orang tuaku, Ibu
dan Almarhum Ayah Tercinta
Kakak dan adikku yang telah memberiku semangat
Teman – teman seperjuangan 2010 Teknik Mesin
Almamaterku
ABSTRAK
Studi Kekerasan Mata Pahat Beton Produksi Pandai Besi Dengan Simulasi Perlakuan Panas Hardening Dan Tempering.Nama : Muhammad Agung RohollahNPM : 1022110040
Tujuan penelitian ini adalah mencari nilai kekerasan yang mendekati nilai kekerasan mata pahat dari produk pandai besi. Bahan yang digunakan untuk membuat pahat beton adalah Baja Karbon Menengah (HQ 760).
Spesimen keseluruhan berjumlah 6 buah, yang terdiri dari 1 spesimen untuk mata pahat produk pandai besi, 1 spesimen untuk gagang pahat produk pandai besi, 1 buah spesimen untuk perlakuan panas (Hardening) dengan temperatur 850°C lalu ditahan selama 15 menit, 3 spesimen untuk perlakuan panas (Tempering) dengan temperatur 575°C, 600°C, 625°C lalu ditahan selam 30 menit. Selanjutnya dilakukan pengujian kekerasan dengan alat uji Rockwell dan struktur mikro.
Untuk mendapatkan nilai kekerasan (kualitas) pahat beton dari Baja Karbon Menengah (HQ 760), disarankan melakukan proses perlakuan panas (Hardening) dengan temperatur 850°C dengan media pendingin air dan melakukan perlakuan panas (Tempering) dengan temperatur 600°C dengan media pendingin udara, karena didapatkan kekerasan yang mendekati nilai kekerasan mata pahat beton dari produk pandai besi dan juga didapatkan keuletan material.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji hanya bagi Allah SWT semesta alam. Selawat
dan salam semoga tercurah kepada Nabi kita Muhammad SAW beserta keluarga
dan seluruh sahabatnya.
Atas berkat rahmat dan karunia-Nya, serta usaha yang dilakukan penyusun
dapat menyelesaikan Skripsi pada tahun 2015 yang berjudul “Studi Kekerasan
Mata Pahat Beton Produksi Pandai Besi Dengan Simulasi Perlakuan Panas
Hardening Dan Tempering” ini dengan baik dan lancar. Skripsi ini dibuat untuk
memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Strata-1 (S-1) pada Program Studi
Teknik Mesin Fakultas Teknik di Universitas Tridinanti Palembang.
Dalam menyelesaikan Skripsi ini penyusun banyak menerima bantuan dari
berbagai pihak, baik berupa bimbingan, dorongan, petunjuk, saran keterangan-
keterangan, dan data baik secara tertulis maupun secara lisan. Oleh karena itu,
penyusun dengan penuh ketulusan ingin menyampaikan rasa hormat dan terima
kasih kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Edizal AE, MS, Selaku Rektor Universitas Tridinanti
Palembang.
2. Bapak Ir. Ibnu Aziz, MT, Ars, Dekan Fakultas Teknik Universitas Tridinanti.
3. Bapak Ir. Madagaskar, MSc, Ketua Program Studi Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Tridinanti.
4. Bapak Ir. Abdul Muin, MT, Sekretaris Program Studi Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Tridinanti.
5. Bapak Ir. Drs. M. Iskandar Badil, MT, Pembimbing I.
6. Bapak Ir. R. Kohar, MT, Pembimbing II.
7. Staf Dosen Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Tridinanti Palembang.
8. Seluruh pihak - pihak yang telah membantu hingga selesainya Skripsi ini.
Dalam penyusunan Skripsi ini penulis menyadari bahwa masih banyak
kekurangan di dalamnya, namun penyusun telah berusaha semaksimal mungkin
untuk menyelesaikan dengan sebaik-baiknya. Karena itu, dalam kesempatan ini
penyusun mengharapkan kritik dan saran dari yang bersifat membangun demi
kesempurnaan Skripsi ini.
Demikianlah Skripsi ini dibuat, semoga bermanfaat bagi penulis dan
pembaca khususnya adik-adik tingkat supaya nantinya menjadi acuan yang lebih
baik lagi.
Palembang, Maret 2015
Penulis,
M. Agung Rohollah
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL
HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... ii
MOTO DAN PERSEMBAHAN .................................................................. iv
ABSTRAK ..................................................................................................... v
KATA PENGANTAR .................................................................................. vi
DAFTAR ISI ................................................................................................. viii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... x
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xi
BAB
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang.................................................................................. 1
1.2. Rumusan masalah ............................................................................ 2
1.3. Batasan masalah ............................................................................. 2
1.4. Tujuan dan manfaat penelitian ........................................................ 3
II. LANDASAN TEORI
2.1. Klasifikasi logam ............................................................................ 4
2.2. Kristal logam ................................................................................... 5
2.3. Baja karbon ..................................................................................... 6
2.4. Sifat - sifat logam ............................................................................ 8
2.5. Struktur mikro baja karbon ............................................................ 10
2.6. Karakteristik baja HQ 760 ............................................................. 11
2.7. Perlakuan panas .............................................................................. 12
2.8. Penahanan suhu .............................................................................. 15
2.9. Pendinginan .................................................................................... 15
3.0. Pengujian sifat mekanik ................................................................. 18
III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Metode penelitian ........................................................................... 22
3.2. Waktu penelitian ............................................................................ 22
3.3. Tempat penelitian ........................................................................... 22
3.4. Pengujian ........................................................................................ 23
3.5. Alat dan bahan ................................................................................ 23
3.6. Pengambilan data ........................................................................... 27
3.7. Diagram alir .................................................................................... 28
IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian................................................................................ 29
4.2. Pembahasan ..................................................................................... 30
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ...................................................................................... 39
5.2. Saran ................................................................................................ 40
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1. Kubus pusat ruang ................................................................................. 5
2.2. Kubus pusat bidang .............................................................................. 6
2.3. Kubus pusat tetragonal .......................................................................... 6
2.4. Diagram keseimbangan Fe-Fe3C .......................................................... 11
2.5. Diagram TTT ......................................................................................... 17
2.6. Macam – macam media pengujian kekerasan ....................................... 20
3.1. Mata pahat ............................................................................................. 23
3.2. Gagang pahat ......................................................................................... 23
3.3. Furnace .................................................................................................. 24
3.4. Kawat gantung ....................................................................................... 24
3.5. Perkakas penjepit ................................................................................... 25
3.6. Mesin polesh .......................................................................................... 25
3.7. Mesin rockwell ...................................................................................... 26
3.8. Mikroskop ............................................................................................. 26
3.9. Diagram alir ........................................................................................... 28
4.1 Pahat beton produksi pandai besi .......................................................... 29
4.2. Sketsa mata pahat yang diuji kekerasannya .......................................... 30
4.3. Sketsa gagang pahat yang diuji kekerasannya ...................................... 30
4.4. Grafik angka kekerasan rata – rata vs temperatur ................................. 31
4.5. Mata pahat produk pandai besi .............................................................. 33
4.6. Gagang pahat produk pandai besi .......................................................... 33
4.7. Hardening 850°C ................................................................................... 34
4.8. Tempering 575°C .................................................................................. 34
4.9. Tempering 600°C .................................................................................. 35
5.0. Tempering 625°C .................................................................................. 35
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
2.1. Komposisi baja HQ 760 ........................................................................ 12
4.1. Hasil pengujian kekerasan .................................................................... 31
BAB I
PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Pahat merupakan salah satu alat yang sangat penting dipergunakan dalam
bangunan terutama untuk pekerjaan kayu, selain itu terdapat juga jenis pahat batu
yang biasa dipergunakan untuk pelubangan atau pembongkaran bagian yang
berhubungan dengan pekerjaan beton atau dinding batu yang sering dikenal
dengan nama pahat beton. Pemakaian pahat ini sudah dipergunakan oleh manusia
mulai jaman batu sebagai bahan penggali atau pelubang dengan menggunakan
batu yang tajam digunakan untuk mengukir kayu di zaman prasejarah. Seiring
perubahan jaman pahat tetap dipergunakan dalam berbagai bentuk dan berbagai
fungsi. Seperti pengerjaan beton, pembuatan lubang pada dinding beton untuk
meletakkan pipa listrik, pembongkaran dinding rumah, dan lainnya. Tukang-
tukang banyak yang menggunakan alat manual yaitu pahat beton yang beredar di
pasaran dan tidak diketahui kualitas pahatnya serta jenis material yang digunakan.
Berdasarkan survei penulis pada pandai besi di pasar Cinde, dalam
penggunaan bahan logam, pengrajin menggunakan material bekas dari berbagai
macam jenis baja, salah satunya yaitu dari baja HQ 760 dan mereka juga tidak
mengetahui apakah bahan logam yang akan mereka tempa sudah cukup baik atau
tidak. Pengrajin hanya melakukan proses penempaan berdasarkan pengalaman dan
pesanan dari pasar atau pengusaha yang menjadi langganan mereka selama ini dan
para pengrajin pahat beton hanya melakukan proses penempaan saja tanpa
melakukan pemanasan kembali, dikarenakan untuk mempercepat proses produksi
dan menghemat biaya produksi. Untuk mendapatkan kualitas pahat yang baik,
maka pahat perlu dipanaskan kembali dengan cara yang benar. Dengan ini saya
akan melakukan penelitian tentang pahat beton, dengan judul “STUDI
KEKERASAN MATA PAHAT BETON PRODUKSI PANDAI BESI DENGAN
SIMULASI PERLAKUAN PANAS HARDENING DAN TEMPERING”.
2. Rumusan Masalah
Permasalahan yang kerap terjadi adalah seringnya produk tersebut
mengalami kerusakan, misalnya terjadinya tumpul atau patah pada mata pahat
akibat tumbukkan dalam pengerjaan beton. Sehingga produk tersebut mengalami
rusak atau cacat. Dengan demikian pemakaian produk tersebut menjadi relatif
pendek. Untuk mengatasi hal tersebut maka dilakukan proses hardening,
quenching, dan tempering.
3. Batasan Masalah
Batasan masalahnya yaitu :
1. Bahan uji dari baja HQ 760
2. Proses hardening dengan temperatur 850°C selama 15 menit
3. Proses pendinginan pada media air (hardening) dan udara (tempering).
4. Proses tempering dengan temperatur 575°C, 600°C, dan 625°C selama
30 menit
5. Pengujian kekerasan
6. Pengamatan struktur mikro
4. Tujuan dan Manfaat Penelitian
Penelitian terhadap pahat beton dari material baja kadar karbon sedang HQ
760 ini dilakukan bertujuan untuk melihat pengaruh proses pengerasan baja
rkarbon sedang pada berbagai kondisi temperatur dan waktu tahan yang berbeda-
beda dalam proses hardening dan tempering terhadap sifat kekerasan serta struktur
mikro yang disebabkan oleh adanya proses perpindahan panas yang terjadi.
Dengan adanya penelitian ini dapat diketahui pada keadaan bagaimana
dapat diperoleh kekerasan yang optimal dengan pertimbangan waktu yang efisien
untuk mendekati nilai kekerasan mata pahat beton produksi pandai besi. Sehingga
kita dapat mengetahui nilai kekerasan dan struktur mikro pada pahat beton dari
baja HQ 760 sebelum dan setelah perlakuan panas hardening dan tempering.
BAB II
LANDASAN TEORI
Perkembangan di bidang industri dan teknologi dewasa ini tak bisa
dilepaskan dari peranan logam, terutama logam paduan. Logam paduan banyak
digunakan oleh rekayasawan diantarannya logam baja karbon.
2.1. Klasifikasi Logam
Berdasarkan unsur-unsur penyusunannya logam dan paduannya dibagi
menjadi 2 golongan utama, yaitu :
1. Logam Non Ferro
Logam non ferro merupakan logam yang tidak mengandung besi (Fe) dan
karbon (C) dalam susunan dasar-dasarnya. Jenis-jenis logam non ferro
yang umum adalah aluminium (Al), magnesium (Mg), tembaga (Cu),
seng (Zn), Nikel (Ni), timah hitam (Pb), timah putih (Sn), dan logam-
logam mulia.
2. Logam Ferro
Logam ferro adalah logam yang mengandung besi (Fe) dan karbon (C)
sebagai unsur dasarnya. Selain itu terdapat unsur-unsur seperti mangan
(Mn), Phosfor (P), Sulfur (S), dan Silisium (Sl). Termasuk dalam logam
ferro adalah baja karbon.
2.2. Kristal Logam
Kristal logam ialah kumpulan dari atom-atom logam yang membentuk
suatu susunan yang teratur.
Atom besi tersusun di dalam sebuah kristal yang berbentuk kubus ruang,
yang artinya sebuah bentuk garis ruang yang titik potongnya diduduki atom-atom
besi. Kristal logam terdiri dari :
1. Kubus Pusat Ruang ( Body Centered Cubic) = BCC = Dalam
Kristal logam atau ferro kubus pusat ruang adalah susunan atom-
atom besi pada suhu dibawah 723°C, rusuk-rusuknya sama panjang a=b=c
atom-atom berada pada setiap sudut kubus serta satu atom berada pada
ruang sudut, jumlah atomnya 9.
Gambar 2.1. Kubus pusat ruang
2. Kubus pusat Bidang ( Face Centered Cubic) = FCC = Muka
Kubus pusat bidang adalah kubus pusat ruang yang berubah pada
suhu 723°C dimana atom-atomnya bergerak akibat pemanasan yang
membentuk kristal baru, dimana atom-atom berada pada setiap sudut
kubus dan juga setiap pusat bidang, jumlah atomnya 14.
Gambar 2.2. Kubus pusat bidang
3. Kubus Pusat Tetragonal (Body Centered Tetragonal) = BCT =
Hexagonal
Kubus pusat tetragonal adalah kubus pusat bidang yang berubah
akibat pendinginan yang cepat. Rusuk-rusuknya tidak sama panjang
a=c≠b. Atom-atom pada setiap sudut kubus jumlah atomnya 14.
Gambar 2.3. Kubus Pusat Tetragonal
2.3. Baja Karbon
Baja karbon merupakan logam yang berasal dari paduan besi dan karbon
dimana terdapat kandungan unsur-unsur lainnya seperti Phosfor, Sulfur, dan
Mangan. Bahan paduan lainnya ditambahkan dengan maksud untuk memperbaiki
kualitas logam.
Baja karbon adalah logam yang tersusun atas besi (Fe), Karbon (C), dan
beberapa unsur lainnya. Yang paling berpengaruh terhadap sifat mekanik baja
karbon adalah unsur karbon. Semakin kecil persentase karbon yang dimiliki baja,
maka baja tersebut semakin lunak dan ulet.
Sebaliknya semakin besar persentase karbon yang dimiliki oleh suatu baja,
maka baja tersebut akan semakin keras. Selain oleh karbon, sifat baja ditentukan
pula oleh adanya unsur-unsur lain seperti mangan, silium fosfor, dan belerang
yang umumnya berasal dari bahan-bahan seperti O2, N2, dan H2 yang terjadi pada
waktu proses pembuatan baja.
Kadar karbon yang dimiliki oleh baja berkisar antara 0,008 % sampai 1,7
%. Atas dasar persentase karbon yang dimiliki, baja karbon dibedakan atas 3
kelompok yaitu :
1. Baja Karbon Rendah
Baja karbon rendah memiliki kadar karbon maksimum sebesar
0,30 %. Baja ini bersifat lunak dan ulet. Hal ini dikarenakan rendahnya
kadar karbon yang dimilikinya. Baja ini banyak digunakan untuk kawat,
paku, baut, sekrup, dan plat baja. Baja karbon rendah mempunyai
kepekaan retak yang rendah bila dibandingkan dengan baja karbon lainnya
atau dengan baja paduan. Retak pada baja karbon rendah dapat terjadi
dengan mudah pada pengelasan pelat tebal atau bila di dalam baja tersebut
terdapat sulfur yang cukup tinggi.
2. Baja Karbon Sedang
Baja karbon sedang memiliki persentase karbon antara 0,30 %
sampai 0,50. Baja karbon sedang ini bersifat lebih keras dibandingkan
dengan baja karbon rendah.
3. Baja Karbon Tinggi
Kadar karbon yang dimiliki oleh baja karbon tinggi ini berkisar
antara lebih dari 0,50 % sampai dengan 1,7 %. Baja karbon tinggi ini
memiliki tingkat kekerasan yang paling tinggi dibandingkan dengan baja-
baja karbon lainnya. Baja karbon tinggi ini banyak digunakan untuk
perkakas-perkakas potong, kikir, mata gergaji, martil, dan mata bor.
2.4. Sifat - Sifat Logam
Setiap logam mempunyai daya tahan terhadap pembebanan yang berbeda-
beda, perbedaan ini ditentukan oleh sifat dari logam tersebut. Sifat-sifat logam
antara lain sebagai berikut :
1. Sifat mekanis
Sifat mekanis adalah kemampuan bahan untuk menerima
pembebanan atau untuk menahan beban yang diterimanya baik beban
statis maupun beban dinamis. Sifat mekanis baja juga dipengaruhi oleh
cara mengadakan ikatan karbon dengan besi. Fasa – fasa yang terdapat
pada diagram fasa Fe-Fe3C adalah sebagai berikut :
a. Ferrit (α)
Ferrit adalah larutan padat dimana karbon yang larut dalam Fe
(BCC) adalah maksimum 0,025% pada temperatur 727°C dan turun
menjadi 0,008% pada temperatur ruang. Ferrit merupakan bagian baja
yang paling lunak. Ferrit murni tidak akan cocok digunakan sebagai
bahan untuk benda kerja yang menahan beban karena kekuatannya
kecil.
b. Perlit (α + Fe3C)
Perlit adalah campuran antara ferrit dan sementit dengan
kandungan karbon sebesar 0,8%. Struktur perlit mempunyai kristal
ferrit tersendiri dari serpihan sementit halus yang saling berdampingan
dalam lapisan tipis.
c. Cementit atau Carbida Besi (Fe3C)
Cementit atau Carbida Besi adalah senyawa logam yang
mempunyai kekerasan tinggi. Terkeras di antara fasa-fasa yang
mungkin terjadi pada baja, tapi sangat rapuh. Sementit mempunyai sel
satuan ortorombik dengan 12 atom besi dan empat atom karbon per
satu selnya.
d. Austenite (γ)
Austenite adalah bentuk stabil dari besi murni dengan
campuran karbon maksimum 2,06% di dalamnya, yang terbentuk pada
temperatur antara 723°C dan 1493°C. Austenite mempunyai satuan sel
satuan kubus muka atau FCC dengan sifat lunak dan liat.
e. Besi (δ)
Besi delta adalah perubahan bentuk Austenite di atas
temperatur 1394°C karena ketidakstabilannya sehingga struktur kristal
kembali berubah menjadi fasa kubik pemusatan ruang. Daya larut
karbon besi δ kecil akan tetapi lebih besar dari pada dalam ferrit α
karena suhunya yang lebih tinggi.
2. Sifat Fisika
Sifat fisika adalah karakteristik satu bahan ketika mengalami
peristiwa fisika seperti adanya pengaruh panas atau listrik. Yang termasuk
sifat – sifat fisika adalah sebagai berikut : titik lebur, kepadatan, daya
hantar panas, dan daya hantar listrik.
3. Sifat Kimia
Sifat kimia adalah kemampuan dari setiap logam terhadap reaksi-
reaksi kimia. Pada umumnya sifat ini diindikasikan sebagai daya tahan
terhadap karat pada suatu logam.
2.5. Struktur Mikro Baja Karbon
Pada dasarnya untuk benda-benda kerja dari baja proses pemanasan akan
membawa akibat perubahan struktur. Seperti diketahui baja adalah besi yang
mengandung 0,2 - 1.8 % C.
Besi dalam keadaan membeku selalu mengandung karbon (C), sehingga
yang dikatakan besi murni itu hampir-hampir tidak ada. Persenyawaan antara besi
dengan karbon dinamakan besi karbida dan dilambangkan dengan Fe3C. Diagram
keseimbangan antara besi dengan besi karbida disebut diagram keseimbangan Fe-
Fe3C.
Gambar 2.4. Diagram keseimbangan Fe-Fe3C
Pada diagram keseimbangan Fe-Fe3C ini terdapat beberapa fasa yang
terjadi pada proses pembekuan baja atau besi dari keadaan cair. Adapun Fasa-Fasa
tersebut adalah : Besi delta , Austenite, ferrit, sementit, dan perlit.
2.6. Karakteristik Baja HQ 760
Baja HQ 760 termasuk baja karbon sedang dengan kadar karbon 0,43% -
0.45%, mempunyai kekerasan yang tinggi namun memiliki keuletan yang baik.
Tabel 2.1. Komposisi baja HQ 760 (AISI 1045).
Comparable
StandardChemical Composition In %
HQ C Si Mn S Cr Mo Ni
760 0,42 - 0,50 0,40 0,50 - 0,80 0,020 – 0,040 0,43 0,43 0,43
Sumber : PT. TIRA ANDALAN STEEL PALEMBANG
2.7. Perlakuan Panas
Perlakuan panas (heat treatment) dapat didefinisikan sebagai operasi
pemanasan dan pendinginan terhadap logam/logam paduan dalam keadaan padat
dengan waktu tertentu dan dimaksudkan untuk memperoleh sifat tertentu.
Langkah pertama dalam setiap proses perlakuan panas adalah
memanaskan logam atau logam paduan sampai temperatur tertentu. Selama
pemanasan dan pendinginan ini akan terjadi beberapa perubahan struktur mikro,
hal ini yang menyebabkan terjadinya perubahan sifat logam/ logam paduan
tersebut.
Struktur mikro yang terjadi pada akhir satu proses perlakuan panas selain
ditentukan oleh komposisi kimia dari logam/ logam paduan dan proses perlakuan
panas yang dialami, juga struktur kondisi awal benda kerja. Struktur kondisi awal
ini banyak ditentukan oleh pengerjaan dan proses perlakuan panas yang dialami
sebelumnya.
Dalam praktek terdapat bermacam-macam proses perlakuan panas yang
dilakukan terhadap berbagai jenis paduan. Secara garis besar berbagai macam
perlakuan panas ini dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu proses perlakuan
panas yang menghasilkan struktur yang ekuilibrium seperti annealing,
normalizing, dan lain-lain. Proses perlakuan panas yang lain adalah proses laku
panas yang menghasilkan struktur mikro non ekuilibrium, yaitu pengerasan
(hardening).
1. Pengerasan (Hardening)
Pengerasan adalah salah satu perlakuan panas dan proses
pendinginannya berlangsung sangat cepat, sehingga struktur mikro yang di
dapat tidak seimbang. Kekerasan yang sangat tinggi menghasilkan struktur
martensit.
2. Normalizing
Normalizing adalah proses perlakuan panas yang sering dilakukan
pada logam atau logam paduan. Pada prinsipnya normalizing dilakukan
dengan memanaskan logam sampai temperatur tertentu dan menahannya
pada temperatur tertentu agar mendapatkan perubahan yang diinginkan,
lalu didinginkan diudara terbuka.
3. Tempering
Baja yang dikeraskan dengan pembentukan martensit (pada kondisi
as-quenched) biasanya sangat getas, kondisi ini tidak cukup baik untuk
berbagai pemakaian. Pembentukan martensit meninggalkan tegangan sisa
yang sangat tinggi dan ini sangat tidak diharapkan. Karena itu pengerasan
dengan tempering berguna untuk menghilangkan atau mengurangi
tegangan sisa (residual stress) dan mengembalikan sebagian keuletan dan
ketangguhannya. Tempering dilakukan dengan memanaskan kembali baja
yang telah dikeraskan di bawah temperatur kritis, kemudian diamkan
beberapa saat dan didinginkan kembali.
Jadi dalam melakukan praktek pemanasan benda kerja seperti besi maupun
baja dalam hal ini baja karbon sedang, harus diperhatikan betul-betul mengenai
suhu pemanasan jangan sampai besi/baja yang dipanaskan menjadi pijar (cair).
Demikian pula halnya dengan letak dari benda kerja harus betul-betul
diperhatikan agar tidak terjadi pemanasan yang tidak merata. Letak yang tepat dan
benda kerja (baja karbon sedang) yang tepat adalah di tengah-tengah tungku
pemanasan.
Proses heat treatment pada pengujian ini yaitu :
a. 4 buah Spesimen yang diikat kawat dimasukkan ke dalam furnace pada
saat temperatur furnace 850°C, kemudian ditahan (Holding Time) selama
15 menit.
b. Setelah ditahan selama 15 menit, 4 buah spesimen tadi dikeluarkan dari
furnace dengan menggunakan penjepit benda kerja dan kemudian dengan
cepat dicelupkan ke dalam media pendingin air yang telah disediakan.
c. Menunggu beberapa saat agar dingin, kemudian spesimen tadi akan
dipanaskan kembali.
d. 3 buah spesimen yang diikat kawat akan di temper dengan suhu yang
berbeda yaitu 575°C, 600°C dan 625°C. Masing – masing ditahan selama
30 menit.
e. Setelah mencapai waktu tahan 30 menit spesimen tadi dikeluarkan dari
furnace dengan menggunakan penjepit benda kerja dan kemudian
digantungkan di kawat gantung yang telah disediakan untuk pendinginan
dengan suhu ruangan (udara).
f. Menunggu beberapa saat setelah dingin, kemudian spesimen dibersihkan.
Benda kerja selanjutnya siap untuk diuji kekerasannya dengan alat uji
kekerasan Rockwell C.
2.8. Penahanan Suhu (Holding Time)
Holding Time dilakukan untuk memperoleh pemanasan yang homogen
sehingga struktur austenitnya homogen atau terjadi kelarutan karbida ke dalam
austenit dan difusi karbon dan unsur paduannya.
2.9. Pendinginan
Tujuan dari proses pendinginan adalah untuk mendapatkan kekerasan yang
optimal. Pada pendinginan untuk perlakuan panas hardening saya menggunakan
media air dan pada perlakuan panas tempering saya menggunakan media udara.
Metode yang biasa dipakai dalam proses quenching adalah :
1. Pendinginan Secara Langsung (Direct Quenching)
Yaitu metode yang paling banyak digunakan, karena metode
pencelupan ini langsung ke media pendingin. Laju pendinginan yang
lambat pada pendinginan secara langsung dapat diperoleh dengan cara
menghindari selisih temperatur yang besar antara benda kerja dan cairan
pendingin.
2. Pendinginan Berkala (Time Quenching)
Adalah metode pendinginan dengan mengubah laju pendinginan
oleh bagian permukaan benda kerja selama proses pendinginan
berlangsung. Biasanya proses pendinginan di lakukan pencelupan kepada
media pendingin air untuk selang waktu yang singkat dan selanjutnya
dicelupkan ke dalam oli agar pendinginan berlangsung lebih lambat pada
daerah pembentukan martensit. Tujuannya adalah untuk memperkecil
kemungkinan terjadinya distorsi, retak, dan perubahan dimensi.
Faktor yang mempengaruhi mekanisme pendinginan adalah :
a. Komposisi dari benda kerja yang mempengaruhi perpindahan panas
ke permukaannya.
b. Kekerasan dan kebersihan benda kerja yang mempengaruhi penurunan
panas.
c. Kemauan penyerapan panas oleh media pendingin pada temperatur
tertentu dan tekanan tertentu.
d. Bentuk dan dimensi benda kerja yang di dinginkan.
Diagram TTT atau Isothermal Transformation Diagram (I-T diagram)
merupakan diagram yang menggambarkan hubungan antara fasa atau struktur
yang terbentuk setelah terjadinya transformasi fasa akibat perubahan temperatur
dan waktu. Diagram TTT ini biasa disebut juga dengan isothermal transformation
diagram. Isothermal menunjukkan temperatur yang tetap. Jadi perubahan fasa
terjadi pada temperatur yang konstan.
Pada gambar 2.5, ditunjukkan diagram TTT untuk baja karbon secara
skematik. Kurva transformasi dapat memperlihatkan permulaan dan akhir
dekomposisi austenite pada temperatur tertentu dengan waktu sebagai variabel.
Gambar 2.5. Diagram TTT (Time Temperature Transformation)
Sebagai ilustrasi, baja karbon yang telah diaustenisasi pada temperatur
800°C, kemudian didinginkan dan ditahan konstan pada temperatur 600°C,
austenite akan mulai terdekomposisi setelah mencapai waktu di titik 2 dan akan
berakhir setelah mencapai titik 3. Produk dekomposisi pada temperatur ini adalah
perlit. Jika temperatur diturunkan dengan cepat dari 800°C hingga menjadi 450°C,
austenite akan mulai terdekomposisi ketika mencapai waktu di titik 4 dan berakhir
setelah mencapai titik 5. Pada temperatur ini austenite akan terdekomposisi
menjadi struktur bainit.
Ketika baja pada temperatur austenite didinginkan dengan cepat tanpa
menyentuh hidung kurva, maka austenite akan mulai tertransformasi ketika
melewati garis Ms. Garis yang menunjukkan temperatur terjadinya awal
perubahan austenite menjadi martensit. Pembentukan martensit terus terjadi
sampai melewati temperatur kira-kira 79°C. Dalam kenyataannya proses-proses
perlakuan panas logam dilakukan dengan laju pendinginan yang kontinyu. Oleh
kecepatan transformasi awal dan akhir.
3.0. Pengujian Sifat Mekanik
Untuk mengetahui sifat-sifat mekanik suatu bahan, tentu kita harus
mengadakan pengujian terhadap bahan tersebut. Dalam penelitian ini akan
dilakukan pengujian kekerasan dan pengujian struktur mikro.
1. Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan adalah untuk mengetahui bahan terhadap
deformasi plastis atau perubahan bentuk yang tetap. Kekerasan satu
material sangat tergantung dari proses perlakuan yang diberikan terhadap
material itu sendiri. Dalam pengujian kekerasan material yang akan diuji
dikenakan beban, di mana pemberian beban yang dimaksud tergantung
mesin uji yang akan digunakan. Beban tersebut dapat berupa penekanan
dan goresan atau gesekan. Pada umumnya untuk pengujian kekerasan
logam maupun paduan, sering digunakan metode penekanan. Pada
pengujian kekerasan saya menggunakan mesin Rockwell Hardness Tester
model HR – 150 A.
Prosedur pengujian kekerasan :
1. Siapkan benda uji dalam keadaan baik (permukaan benda uji harus rata).
2. Pemilihan beban.
3. Atur untuk titik penekanan pada benda uji sebanyak lima titik.
4. Berikan beban minor pada benda uji dengan melihat jarum kecil yang
tepat menunjukkan sebuah titik merah pada indikator.
5. Set posisi dimana jarum besar menunjukkan tepat pada angka nol.
6. Berikan beban mayor pada benda uji dan tunggu sampai jarum besar
tidak bergerak lagi (± 10 detik).
7. Lepaskan beban mayor dengan cepat dan baca angka kekerasan yang
ditunjukkan pada indikator.
Ada beberapa cara untuk mengukur kekerasan suatu material
dengan metode penekanan yaitu :
a. Cara Brinel
Cara ini dimana material ditekan dengan menggunakan bola
baja. Dengan demikian diperoleh suatu permukaan bekas penekanan
untuk menghitung besar nilai kekerasan dari material tersebut. Cara
brinell hanya dapat dipakai untuk kekerasan kurang dari 400 kg/mm2.
b. Cara Rockwell
Untuk pengujian kekerasan dengan pengujian Rockwell,
dikarenakan dengan metode pengujian ini dapat diperoleh nilai
kekerasan secara cepat (dibanding dengan metode yang lainnya) dan
akurat. Indentor yang dipakai dapat diganti sesuai dengan kebutuhan
pengujian, dimana pembacaan angka pada alat ukur menunjukkan
warna hitam untuk inventor kerucut dan warna merah untuk indikator
bola baja. Pada penelitian ini saya menggunakan Rockwell C dengan
beban 150 kg.
c. Cara Vickers
Sebagai penekanan yang dipakai diamond piramid dengan sudut
puncak 136°, lekukan diukur dengan mikroskop dan tabel khusus
diketahui besarnya angka kekerasan. Alat ini dapat dipakai untuk
mengukur benda lunak dan keras.
Gambar 2.6. Macam – macam media pengujian kekerasan
2. Pengamatan Struktur Mikro (Metallografi)
Tujuan dari metallografi ini adalah untuk melihat bentuk struktur
mikro pada spesimen uji yang belum dan sudah mengalami perlakuan
panas. Prosedur metallografi antara lain :
a. Pengamplasan dan pemolesan
Pengamplasan spesimen dimulai dari amplas yang kasar
Sampai yang halus dari nomor 120, 240, 360, 400, 600, 800, 1000,
1200, dan 1500 dengan menggunakan mesin Metkon Gripo 1V
(Grinder - Polisher). Selama pengamplasan yang dilakukan harus
selalu dialiri air untuk menghilangkan geram-geram yang terjadi
serta untuk mencegah panas yang berlebihan yang akan
mempengaruhi struktur mikro yang diperoleh. Setelah
pengamplasan selesai dan tidak lecet lagi pada permukaan
spesimen, dilanjutkan dengan proses pemolesan dengan
menggunakan Autosol dan kain beludru sampai permukaan
spesimen mengkilap, selanjutnya siap dietsa.
b. Pengetsaan
Setelah spesimen selesai dipoles lalu dilakukan pengetsaan.
Larutan yang digunakan adalah Nital 3 % yang terdiri dari
pengenceran 3 ml asam nitrat dengan 97 ml Alkohol 96 %.
Spesimen yang siap dietsa, dicelupkan di dalam larutan tersebut
selama 8 detik, lalu dicuci bersih di dalam air, kemudian dibilas
dengan alkohol 70 %, selanjutnya dikeringkan dengan drayer.
c. Pemotretan
Pemotretan dapat dilakukan setelah benda uji siap di etsa,
pada pengamatan metalografi ini saya melakukan pemotretan
dengan mikroskop optic pada pembesaran 400x.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Metode Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental,
yang dimulai dengan studi literatur, analisa data serta pembahasan, hasil
pengujian, dan menarik kesimpulan. Untuk menentukan persiapan dalam proses
pengujian, hal-hal yang perlu dipahami adalah jenis pahat, material benda kerja,
dan peralatan pengujian. Untuk mengetahui pengaruh proses perlakuan
pemanasan hardening dan tempering terhadap sifat mekanik mata pahat beton
diperlukan penelitian.
Prosedur penelitian yang akan dilakukan antara lain :
1. Persiapan bahan dan alat
2. Pengujian
3. Tempat yang akan dilakukan penelitian
4. Penelitian
5. Hasil penelitian
3.2. Waktu Penelitian
Waktu penelitian adalah jadwal penelitian yang terlaksana, bulan
September 2014.
3.3. Tempat Penelitian
Tempat penelitian yang akan dilakukan di Laboratorium Metalurgi Jurusan
Teknik Mesin Universitas Tridinanti Palembang.
3.4. Pengujian
Pengujian kekerasan dan struktur mikro pada mata pahat beton saat
sebelum dan sesudah perlakuan panas hardening dan tempering. Dan media
quenchingnya adalah air. Proses pengujian tentang pahat mata pahat beton
dilaksanakan di Laboratorium Metalurgi Program Studi Teknik Mesin Universitas
Tridinanti Palembang.
3.5. Alat Dan Bahan
Peralatan-peralatan yang digunakan dalam penelitian dan pengujian yaitu :
1. Baja Karbon Menengah HQ 760 sebanyak 5 buah mata pahat dan 1 buah
gagang pahat.
Gambar 3.1. Mata pahat
Gambar 3.2. Gagang pahat
2. Furnace
Gambar 3.3. Furnace
3. Ember dan air
4. Kawat gantung untuk menggantungkan baja hasil temper yang didinginkan
dengan media udara
Gambar 3.4. Kawat Gantung
5. Kawat ikat
6. Bermacam-macam perkakas penjepit
Gambar 3.5. Perkakas penjepit
7. Stopwatch
8. Amplas, kain beludru, tisu, dan autosol
9. Mesin polesh
Gambar 3.6. Mesin Polesh
10. Gelas ukur, nital, dan alkohol
11. Mesin Rockwell
Gambar 3.7. Mesin Rockwell
12. Mikroskop
Gambar 3.8. Mikroskop
13. Kamera digital
3.6. Pengambilan Data
Proses pengambilan data dilakukan sesuai dengan prosedur penelitian
yang terlampir, maka pengambilan data dilakukan :
1. Menentukan benda kerja yang akan diteliti.
2. Mempersiapkan beberapa buah potongan pahat beton dari baja karbon
menengah (HQ 760) yang dibutuhkan dalam pengujian.
3. Mempersiapkan media pendingin, seperti air dan tempat gantungan (udara)
4. Mempersiapkan tungku pemanas, alat uji kekerasan, mikroskop, dan
lainnya.
5. Perlakuan panas hardening, quenching (air), dan tempering di
Laboratorium Metalurgi Program Studi Teknik Mesin Universitas
Tridinanti Palembang.
6. Menguji kekerasan dan uji struktur mikro pada baja tanpa perlakuan panas
dan yang diberi perlakuan panas hardening dan tempering.
7. Hasil pengujian kekerasan dan uji struktur mikro.
3.7. Diagram Alir
Gambar 3.9. Diagram alir penelitian
Baja HQ 760
∅ = 19 mm dan panjang 20 cm
Produksi pahat beton dari pandai besi di Cinde
4 spesimen di simulasi perlakuan panas hardening dan tempering
Uji kekerasan
Pembahasan
1 buah mata pahat tanpa di simulasi perlakuan panas dan 1
buah gagang pahat tanpa di simulasi perlakuan panas
Hardening, T = 850°Cwaktu 15 menit
Pendingin dengan media air
Tempering, T = 600°C
waktu 30 menit
Tempering, T = 575°C
waktu 30 menit
Tempering, T = 625°C
waktu 30 menit
Uji struktur mikro
kesimpulan
Uji kekerasan Uji struktur mikro
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
1. Pembuatan Spesimen Atau Benda Uji
Baja HQ 760 (Baja karbon sedang) yang telah ditempa menjadi
pahat menghasilkan bahan uji yang siap untuk diuji kekerasan dan struktur
mikronya. Spesimen awal yaitu berupa pahat dengan ukuran P = 200 mm
dan Ø = 19 mm. Spesimen uji yaitu berupa pahat yang sudah jadi
dipotong-potong dibagian mata pahatnya dengan ukuran P = 23 mm, L1 =
8 mm, L2 = 9 mm, dan T = 8 mm, dan di bagian gagangnya dengan ukuran
T = 30 mm dan Ø = 19 mm. Berikut penulis menggambarkan hasil bahan
uji yang telah ditempa.
Gambar 4.1. Pahat beton produksi pandai besi
Gambar 4.2. Sketsa mata pahat yang diuji kekerasannya
Ø = 19 mm
• • • • •
T = 30
Gambar 4.3. Sketsa gagang pahat yang diuji kekerasannya
2. Data Hasil Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan dilakukan dengan metode Rockwell-C (RC).
Dari 7 buah spesimen masing-masing pengujian kekerasan dilakukan
sebanyak 5 titik, hasilnya dirata-ratakan.
Hasilnya dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
Tabel 4.1. Hasil pengujian kekerasan
Deskripsi SpesimenNilai kekerasan (HRC) Rata-rata
(HRC)Titik 1
Titik 2
Titik 3
Titik 4
Titik 5
Mata pahat produk pandai besi
1 18,4 28,4 31,4 23,4 20,4 24,4
Gagang pahat produk pandai besi
1 25,4 23,4 20,4 19,4 27,4 23,2
Hardening 850°C 1 43,4 61,4 56,4 60,4 50,4 54,4
Temper 575°C 1 43,4 37,4 39,4 38,4 42,4 40,2
Temper 600°C 1 41,4 30,4 33,4 38,4 34,4 35,6
Temper 625°C 1 46,6 39,4 37,4 43,4 37,4 40,8
Sumber : Lab. Metalurgi Teknik Mesin Universitas Tridinanti Palembang
Gambar 4.4. Grafik angka kekerasan rata – rata vs temperatur
Mata pahat produk p
andai besi
Gagang pahat produk p
andai besi
Hardening 850°C
Tempering 575°C
Tempering 600°C
Tempering 625°C
0102030405060
24.4 23.2
54.4
40.2 35.640.8
Temperatur
Kek
eras
an (H
RC
)
Berdasarkan data nilai kekerasan di atas, pada temperatur
hardening nilai kekerasannya dua kali lipat dari kekerasan benda awal
yang tanpa pemanasan. Hal ini disebabkan oleh titik beku media pendingin
(air) yang mempengaruhi kecepatan proses pendinginan spesimen,
sehingga atom-atom karbon tidak sempat berdifusi keluar. Akibat
pendinginan secara cepat ini, terbentuk struktur martensit yang kuat dan
getas.
Pada pemanasan temperatur tempering, nilai kekerasannya
bervariasi. Tempering media pedinginannya (udara) sehingga terjadi
pendinginan yang lambat dan atom-atom karbon sempat berdifusi keluar.
Hasil pemanasan tempering yaitu strukturnya kuat dan ulet. Dan untuk
nilai kekerasan spesimen tanpa perlakuan panas dengan perlakuan panas
nampak signifikan peningkatannya.
3. Data Hasil Pengujian Struktur Mikro
Hasil pengujian struktur mikro ini yaitu pada posisi permukaan
dengan temperatur yang berbeda-beda. Pada temperatur benda awal atau
tanpa perlakuan panas (mata pahat dan gagangnya), Hardening 850°C,
Temper 575°C, Temper 600°C, dan Temper 625°C. Masing-masing 1
(satu) buah spesimen untuk posisi permukaan. Untuk struktur mikronya
dapat dilihat dalam bentuk gambar hasil pemotretan dengan pembesaran
400x, seperti pada gambar berikut ini:
3 % Nital 400 X
Gambar 4.5. Mata pahat produk pandai besi
3 % Nital 400 X
Gambar 4.6. Gagang pahat produk pandai besi
FerritPerlit
Perlit Ferrit
3 % Nital 400 X
Gambar 4.7. Hardening 850°C ditahan di furnace selama 15 menit dan
didinginkan dengan media air.
3 % Nital 400 X
Gambar 4.8. Tempering 575°C ditahan di furnace selama 30 menit dan
didinginkan pada media udara.
Martensit
Martensit
3 % Nital 400 X
Gambar 4.9. Tempering 600°C ditahan di furnace selama 30 menit dan
didinginkan pada media udara.
3 % Nital 400 X
Gambar 5.0. Tempering 625°C ditahan di furnace selama 30 menit dan
didinginkan pada media udara.
Martensit
Martensit
4.2. Pembahasan
Dari analisa uji kekerasan pada benda uji didapat angka kekerasan :
1. Pada benda uji atau benda awal (mata pahat) produk pandai besi
terlihat angka kekerasan rata - ratanya 24,4 HRC.
2. Pada benda uji atau benda awal (gagang pahat) produk pandai besi
terlihat angka kekerasan rata - ratanya 23,2 HRC.
3. Pada benda uji yang mengalami proses pendinginan air dengan
temperatur 850°C terlihat angka kekerasan rata - ratanya 54,4 HRC.
Dari data tersebut bahwa tingkat kekerasan rata - ratanya terhadap
benda awal sudah meningkat.
4. Pada benda uji yang mengalami proses pendinginan udara dengan
temperatur 575°C terlihat angka kekerasan rata - ratanya 40,2 HRC.
Dari data tersebut bahwa tingkat kekerasan rata - ratanya terhadap
benda uji dengan temperatur hardening sudah menurun.
5. Pada benda uji yang mengalami proses pendinginan udara dengan
temperatur 600°C terlihat angka kekerasan rata - ratanya 35,6 HRC.
Dari data tersebut bahwa tingkat kekerasan rata - ratanya terhadap
benda uji dengan temperatur hardening sudah menurun.
6. Pada benda uji yang mengalami proses pendinginan udara dengan
temperatur 625°C terlihat angka kekerasan rata – ratanya 40,8 HRC.
Dari data tersebut bahwa tingkat kekerasan rata - ratanya terhadap
benda uji dengan temperatur hardening sudah menurun.
Dari hasil data diatas dapat terlihat jelas perbedaan tingkat kekerasan
benda uji sebelum dan sesudah dilakukan perlakuan panas hardening dan
tempering. Benda awal yang dihardening mengalami peningkatan angka
kekerasannya. Kemudian benda awal yang sudah dihardening lalu ditempering
mengalami penurunan angka kekerasannya. Benda awal dari pandai besi memiliki
tingkat kekerasan lebih rendah dibandingkan dengan temperatur yang kita atur.
4.5. Analisa Struktur Mikro
Pada Benda Uji Tanpa Perlakuan maupun benda uji yang mengalami
perlakuan panas pada pada waktu dan suhu tertentu, kemudian didinginkan dalam
media air untuk hardening dan media udara untuk tempering akan menunjukkan
pada hasil yang berbeda – beda. Perbedaan tersebut dapat dilihat pada angka
kekerasan maupun pada pengamatan struktur mikronya.
Pada benda uji awal (tanpa perlakuan panas), lebih dominan butir – butir
kasar. Struktur yang terbentuk adalah ferrit dan perlit. Ferrit yang berwarna terang
memiliki sifat lunak dan liat, sedangkan perlit yang berwarna gelap memiliki sifat
ulet dan tahan aus.
Pada benda uji yang mengalami pemanasan pada temperatur 850°C yang
ditahan selama 15 menit, kemudian didinginkan dengan media air dan struktur
mikro yang terbentuk adalah martensit. Kelihatan butiran semakin halus dan
semakin keras dan getas.
Pada benda uji yang mengalami pemanasan pada temperatur 850°C yang
ditahan selama 15 menit kemudian di dinginkan dengan media air, selanjutnya
dilakukan proses temper 575°C yang ditahan selama 30 menit, kemudian
didinginkan dengan media udara dan struktur mikro yang terbentuk adalah
martensite temper yaitu ferit dan sementit, terlihat martensite (yang berbentuk
jarum-jarum hasil dari proses hardening) berkurang maka kekerasan material
menurun (sehingga sifat getasnya berkurang) dan keuletan material bertambah.
Pada benda uji yang mengalami pemanasan pada temperatur hardening
850°C yang ditahan selama 15 menit kemudian di dinginkan dengan media air,
selanjutnya dilakukan proses temper 600°C yang ditahan selama 30 menit,
kemudian didinginkan dengan media udara dan struktur mikro yang terbentuk
adalah martensite temper yaitu ferit dan sementit, terlihat martensite (yang
berbentuk jarum-jarum hasil dari proses hardening) berkurang maka kekerasan
material menurun (sehingga sifat getasnya berkurang) dan keuletan material
bertambah.
Pada benda uji yang mengalami pemanasan pada temperatur hardening
850°C yang ditahan selama 15 menit kemudian di dinginkan dengan media air,
selanjutnya dilakukan proses temper 625°C yang ditahan selama 30 menit,
kemudian didinginkan dengan media udara dan struktur mikro yang terbentuk
adalah martensite temper yaitu ferit dan sementit, terlihat martensite (yang
berbentuk jarum-jarum hasil dari proses hardening) berkurang maka kekerasan
material menurun (sehingga sifat getasnya berkurang) dan keuletan material
bertambah.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian masing-masing benda uji (spesimen) yang mengalami
perlakuan panas maupun yang tidak mengalami perlakuan panas dapat
disimpulkan sebagai berikut :
1. Perbedaan nilai kekerasan pada benda awal yaitu mata pahat dengan
gagang pahat dikarenakan sebelum menjadi mata pahat, bagian baja yang
akan ditempa menjadi mata pahat mendapatkan temperatur yang lebih
tinggi di dalam tungku pembakaran dibandingkan dengan gagang pahat,
selain itu mata pahat juga mengalami proses tempa.
2. Pada perlakuan panas hardening, nilai kekerasan rata – ratanya dua kali
lipat dari benda awal tanpa perlakuan panas. Benda awal (mata pahat
kekerasannya 24,4 HRC, gagang pahat kekerasannya 23,3 HRC, dan
hardening kekerasannya 54,4 HRC).
3. Pada perlakuan panas tempering, nilai kekerasannya telah turun dan
semakin tinggi temperatur pada temper maka akan terjadi bervariasi nilai
kekerasan spesimen.
4. Dari proses pemanasan hardening lalu tempering, diperoleh nilai
kekerasan tertinggi yaitu pada temperatur temper 625°C dengan nilai
kekerasan rata – ratanya 40,8 HRC.
5. Dari proses pemanasan hardening lalu tempering, diperoleh nilai
kekerasan yang dikehendaki (nilai kekerasannya mendekati nilai kekerasan
mata pahat dari produk pandai besi) yaitu pada temperatur temper 600°C
dengan nilai kekerasan rata – ratanya 35,6 HRC. Sehingga didapatkan
kekerasan dan keuletan material yang diinginkan. Struktur yang terbentuk
yaitu ferit dan sementit.
5.2. Saran
Untuk meningkatkan nilai kekerasan (kualitas) pahat beton pada baja HQ
760, disarankan melakukan proses perlakuan panas hardening menggunakan suhu
850°C dengan media pendingin air dan tempering pada suhu 600°C dengan
media udara, karena didapatkan kekerasan yang mendekati nilai kekerasan mata
pahat beton dari produk pandai besi dan juga didapatkan keuletan material.
DAFTAR PUSTAKA
Suratman, Rochim. 1994. Panduan Proses Perlakuan Panas. Bandung: Lembaga Penelitian Institut Teknologi Bandung.
Amanto, H dan Daryanto. 1999. Ilmu Bahan. Jakarta: Bumi Aksara.
Suherman, Wahid. 1992. Perlakuan Panas. Surabaya: ITS Pres.
Schonmentz, Gruber. 1985. Pengetahuan Bahan Dalam Pengerjaan Logam. Bandung: Akasara.
http://boo-cah.blogspot.com/2013/09/pengujian-struktur-mikro.html, Diakses Tanggal 20 Januari 2015.
http://lihatsajaapayangada.blogspot.com/2012/04/ilmu-bahan.html, Diakses Tanggal 23 Januari 2015.
http://ardra.biz/sain-teknologi/metalurgi/besi-baja-iron-steel/diagram-time-transformation-temperature-ttt-diagram/, Diakses Tanggal 28 Januari 2015.
http://www.slideshare.net/andrinofa/material-teknik-uji-kekerasan-43393753, Diakses Tanggal 3 Maret 2015.