ups tegal - triwahyuni,2016, indonesia penyumbang ...repository.upstegal.ac.id/985/1/skripsi galang...
TRANSCRIPT
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.
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
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 √
36
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
Variasi Suhu 825º C
Variasi Suhu 875º 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
Unsur Chemical Composition (%) Test Result
(%)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
Unsur Chemical Composition (%) Test Result
(%)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
Unsur Chemical Composition (%) Test Result
(%)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
pemanasan suhu 875ºc
3Titik 1 124Titik 2 126Titik 3 131
Rata-rata 127
Variable 3 pada
pemanasan suhu 925ºc
4Titik 1 111Titik 2 108Titik 3 113
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).
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
Diketahui : Beban penekanan (P) = 1840 N →18409,8
=18,775510204 Kgf
Indentor bola baja (D) = 2,5 mm
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
Diketahui : Beban penekanan (P) = 1840 N →18409,8
=18,775510204 Kgf
Indentor bola baja (D) = 2,5 mm
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
Diketahui : Beban penekanan (P) = 1840 N →18409,8
=18,775510204 Kgf
Indentor bola baja (D) = 2,5 mm
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
Perhitungan pengujian Kekerasan Brinell Di suhu 825°C titik 2
Diketahui : Beban penekanan (P) = 1840 N →18409,8
=18,775510204 Kgf
Indentor bola baja (D) = 2,5 mm
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
Perhitungan pengujian Kekerasan Brinell Di suhu 825°C titik 3
Diketahui : Beban penekanan (P) = 1840 N →18409,8
=18,775510204 Kgf
Indentor bola baja (D) = 2,5 mm
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
Diketahui : Beban penekanan (P) = 1840 N →18409,8
=18,775510204 Kgf
Indentor bola baja (D) = 2,5 mm
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
Perhitungan pengujian Kekerasan Brinell Pendingin Oli SAE 40 titik 2
Diketahui : Beban penekanan (P) = 1840 N →18409,8
=18,775510204 Kgf
Indentor bola baja (D) = 2,5 mm
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
Perhitungan pengujian Kekerasan Brinell Pendingin Oli SAE 40 titik 3
Diketahui : Beban penekanan (P) = 1840 N →18409,8
=18,775510204 Kgf
Indentor bola baja (D) = 2,5 mm
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
Diketahui : Beban penekanan (P) = 1840 N →18409,8
=18,775510204 Kgf
Indentor bola baja (D) = 2,5 mm
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
Perhitungan pengujian Kekerasan Brinell Pendingin Air Garam titik 2
Diketahui : Beban penekanan (P) = 1840 N →18409,8
=18,775510204 Kgf
Indentor bola baja (D) = 2,5 mm
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
Perhitungan pengujian Kekerasan Brinell Pendingin Air Garam titik 3
Diketahui : Beban penekanan (P) = 1840 N →18409,8
=18,775510204 Kgf
Indentor bola baja (D) = 2,5 mm
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