Besi Cor Malleable (Besi Cor Mampu Tempa)

BAB I PENDAHULUAN

2.3.3 Besi Cor Malleable (Besi Cor Mampu Tempa)

Besi cor malleable merupakan besi cor yang memilki struktur berwarna putih yang memiliki kandungan persentase komposisi yaitu 2,2% - 3,0% karbon dan 0,8% - 1,3% Si yang (Surdia & Saito, 1999). Besi cor malleable diperoleh dengan cara menganneal besi cor putih pada suhu tertentu hingga beberapa jam sehingga mengakibatkan cementite terurai menjadi besi dan graphite (Kalpakjian & Schmid, 2013). Untuk meningkatkan sifat mekanis pada besi cor malleable contohnya

seperti keuletan dan mampu tempa dapat dilakukan dengan cara mengubah struktur mikro menjadi pearlite, ferrite dan martensite temper (Priyono Eko, 2019). Sifat mekanis pada besi cor malleable memiliki keuletan dan ketangguhan yang tinggi yang berasal berasal dari nodul-nodul yang tidak dapat menjadi bulat (ASM Handbook Vol 15 Casting, 1992). Dalam penerapannya, besi cor malleable sering digunakan pada aplikasi yang membutuhkan kekerasan, ketahanan aus, dan keuletan yang rendah contoh penerapannya yaitu pada komponen otomotif, komponen pertanian, alat kelengkapan pipa dan klep. Berikut adalah struktur mikro dari besi cor malleable.

Gambar 2.8 Besi Cor Malleable (Chakrabarty, 2017) 2.3.4 Besi Cor Putih

Besi cor putih merupakan jenis besi cor yang bidang patahannya berwarna putih dan jenis ini didapatkan dengan cara melakukan pendinginan secara cepat pada saat proses pembuatan besi cor kelabu atau bisa juga dengan mengatur komposisi pada karbon dan silikon rendah. Kandungan komposisi yang dimiliki pada besi cor putih memiliki kandungan karbon sebesar 1,8% - 3,6% mangan sekitar 0,2 - 0,8% Sedangkan kandungan sulfur sekitar 0,2% (Priyono Eko, 2019).

Besi cor putih memiliki sifat mekanis yaitu sangat keras, tahan aus, dan rapuh sifat tersebut didapatkan karena karbida atau chill yang besar. karbida memiliki sifat keras dan getas (Kalpakjian & Schmid, 2013). Untuk besi cor yang memiliki

kandungan silikon yang rendah memiliki berat besi sekitar 1% dan dapat mengakibatkan laju pendinginan yang di lakukan cepat (William D. Callister, 2007). Unsur yang berfungsi sebagai promotor karbida pada besi cor putih yaitu chromium, molibdenum, nikel (Maghfiroh, 2017).

Pengaruh Unsur Paduan pada Besi Cor 2.4

Pada proses pengecoran terdapat unsur yang berperan sebagai pembentuk distribusi, ukuran, dan bentuk grafit sehingga menghasilkan sifat mekanis yang berbeda-beda. Unsur yang berpengaruh pada pembentukan dan sifat mekanis yaitu:

2.4.1 Karbon

Karbon adalah salah satu unsur yang terpenting pada besi cor, karena unsur karbon dipengaruhi oleh unsur Silikon dan Phosphor dalam konsep kesetaraan karbon atau komposisi carbon equivalen (ASM Handbook Vol 15 Casting, 1992).

Komposisi carbon equivalen kurang dari 4.3% disebut hipoeutectic sedangkan lebih dari 4.3% carbon equivalen disebut hypereutectic. Fungsi karbon sendiri sebagai pembentuk cementite sedangkan dalam keadaan bebas disebut grafit (Priyono Eko, 2019). Terbentuknya karbon pada proses pengecoran dapat menggunakan rumus matematis karena dengan adanya penambahan silikon pada saat proses pengecoran akan menggeser titik eutektik sekitar 4,3% dan mempengaruhi laju pendinginan pada saat proses pembekuan (Donis, 1964).

Rumus yang dapat digunakan untuk menentukan nilai kesetaraan karbon yaitu C.E

=% karbon (dalam besi) + 1/3 (% Si) (Donis, 1964).

2.4.2 Chromium

Chromium adalah salah satu unsur yang terdapat pada besi cor kelabu maupun besi cor nodular yang berfungsi untuk meningkatkan nilai kekerasan karena chromium merupakan promotor karbida (ASM Handbook Vol 15 Casting, 1992).

Sehingga sifat yang dihasilkan dengan penambahan besi cor kelabu yaitu bersifat keras dan getas (ASM Handbook Vol 15 Casting, 1992). Sedangkan pada proses pengecoran besi cor nodular penambahan chromium di minimalisir karena chromium tinggi dapat membentuk chill atau karbida pada hasil coran yang bersifat

keras dan getas karena tujuan pembuatan besi cor nodular untuk menghasilkan sifat yang ulet (ASM Handbook Vol 15 Casting, 1992). Chill atau karbida yang terbentuk pada besi cor nodular akan menghasilkan nodularity yang tidak maksimal sehingga sifat mekanis besi cor nodular akan menjadi getas (ASM Handbook Vol 15 Casting, 1992). Penambahan chrom dengan komposisi yang kecil pada besi cor kelabu sering dipakai pada komponen otomotif seperti pembuatan chamsaft, karena chill atau karbida bersifat tahan aus (Brown, 2000).

2.4.3 Phospor

Kandungan phosphor yang terdapat pada besi cor dapat memengaruhi sifat mekanis dari hasil coran. Unsur phosphor di hasilkan tidak di sengaja berada di dalam cairan pada saat proses pengecoran, karena unsur tersebut dapat muncul berasal dari pig iron atau steel scrab yang merupakan komposisi utama pada saat proses pengecoran (ASM Handbook Vol 15 Casting, 1992). Kandungan phosphor harus di atur komposisinya karena dapat berpengaruh cacat pada hasil coran seperti shrinkage porosity apabila kandungan pospor berlebih, sedangkan kekurangan kandungan phosphor menghasilkan penetrasi pada cetakan (ASM Handbook Vol 15 Casting, 1992). Fosfor juga dapat membentuk steadite yang memiliki sifat mekanis yaitu keras dan rapuh (Litaay, 2019).

2.4.4 Mangan

Penambahan unsur mangan berfungsi sebagai penetral belerang dalam besi cor dan sebagai penstabil pearlite sehingga sifat yang di hasilkan yaitu dapat meningkatkan kekerasan pada baja maupun besi cor (ASM Handbook Vol 15 Casting, 1992). penambahan komposisi mangan yang tinggi dapat membentuk besi sulfida selama proses pembekuan yang terbentuk di sekitar batas butir akan mengakibatkan retak pada struktur mikro hasil coran (ASM Handbook Vol 15 Casting, 1992). Pada penggunaannya penambahan mangan pada proses pengecoran tidak hanya digunakan untuk proses pembuatan besi cor tetapi juga pada baja dan sering digunakan untuk berbagai aplikasi seperti pembuatan battery di bidang industri (Priyono Eko, 2019).

20 2.4.5 Sulphur

Sulfur merupakan pengotor dan sangat di minimalisir pada proses pengecoran besi cor karena dapat mengakibatkan cacat pada hasil coran apabila komposisi yang dimiliki berlebih (ASM Handbook Vol 15 Casting, 1992). Unsur sulfur dapat di kurangi dengan cara menambahkan unsur mangan pada proses pengecoran dan efek yang terjadi apabila kelebihan kandungan sulfur dapat menghasilkan terak yang tinggi pada cairan sehingga dapat menyebabkan blowhole defect atau cacat berlubang pada hasil coran (Brown, 2000). Perhitungan komposisi sulfur dapat menggunakan konsep nilai kesetaraan karbon atau carbon equivalen (ASM Handbook Vol 15 Casting, 1992).

2.4.6 Silikon

Silikon merupakan salah satu unsur yang berfungsi mendorong pembentukan grafit selama pembekuan pada saat proses pengecoran karena dengan adanya Penambahan silikon pada saat proses pengecoran dapat menggeser titik eutectic pada diagram fase Fe-Fe3C (Donis, 1964). Selain sebagai pendorong pembentukan grafit selama pembekuan, silikon juga berperan dalam mencegah chill atau karbida pada hasil coran yang bersifat keras (ASM Handbook Vol 15 Casting, 1992)

Heat Treatment (Perlakuan Panas) 2.5

Heat treatment merupakan proses perpaduan antara pemanasan dan pendinginan untuk mencapai kekuatan mekanis tertentu. Peningkatan sifat mekanis dari material tersebut mengakibatkan peningkatan machinability, meningkatkan kekerasan, keuletan, dan sifat lainnya tergantung sifat yang material yang dihasilkan (Sukomal Ghosh, 1999). Struktur pada proses heat treatment yang dapat dibentuk yaitu bainite, martensite, dan martensit temper (Sukomal Ghosh, 1999). Proses perlakuan panas dapat dibagi menjadi 2 yaitu proses equilibrium dan proses non equilibrium. Equilibrium atau pendinginan lambat digunakan untuk meningkatkan keuletan, dan ketangguhan material sedangkan non equilibrium atau proses tidak setimbang digunakan untuk meningkatkan kekuatan dan kekerasan misalnya quenching, tempering dan austempering (Agustin & Wildania, 2017).

Hal yang perlu diperhatikan pada proses perlakuan panas dapat dibedakan lamanya waktu penahanan/holding time, temperatur pemanasan (temperatur austenisasi dan temperatur kritis), dan laju pendinginan. Jenis jenis perlakuan panas yaitu:

2.5.1 Quenching

Quenching atau proses hardening adalah proses perlakuan panas pada logam yang dilakukan dengan melakukan pemanasan pada material sampai suhu austenite atau biasa disebut proses austenizing lalu ditahan pada waktu tertentu, dan didinginkan secara cepat menggunakan media cair maupun gas (Asm International, 1991). Hasil yang diperoleh pada proses perlakuan panas quenching yaitu martensite. Martensite memiliki sifat keras dan getas (William D. Callister, 2007).

Pada proses quenching hal yang dilakukan pertama kali yaitu dengan cara memanaskan spesimen sampai suhu austenite atau disebut proses pemanasan austenizing lalu di holding beberapa waktu dan didinginkan secara cepat. proses Pemanasan austenizing yang diterapkan pada proses quenching tergantung kandungan karbon dan elemen paduan yang dimiliki dikarenakan kandungan karbon dan elemen paduan dapat mempengaruhi titik eutectoid (William D.

Callister, 2007).

2.5.2 Tempering

Tempering merupakan proses perlakuan panas yang bertujuan untuk meningkatkan keuletan, tegangan tarik, meningkatkan ketangguhan logam menghilangkan tegangan internal (internal stress), menghaluskan ukuran butir kristal, dan menurunkan kekerasan dari logam (Hd & Widodo, 2018). Struktur mikro yang dihasilkan akibat pendinginan yang cepat dapat menghasilkan struktur mikro dari fase ferrite dan austenite akan berubah menjadi struktur martensite dan bainite sehingga sifat yang dihasilkan yaitu keras, rapuh dan menghasilkan tegangan internal (Hd & Widodo, 2018). Untuk menghilangkan tegangan internal yang dihasilkan pada saat proses quenching, dilakukan proses tempering. Proses tempering dilakukan dengan cara memanaskan spesimen di bawah suhu rekristalisasi lalu di holding sampai waktu tertentu yang berfungsi sebagai homogenitas pada fase austenite, dan dilakukan proses pendinginan secara lambat

sehingga atom-atom karbon yang terjebak dalam struktur Kristal BCT akan menghasilkan ferrite dan karbida atau pada bagian dalam terbentuk pearlite sedangkan pada bagian luar masih didominasi oleh martensite (Hd & Widodo, 2018).

2.5.3 Austempering

Proses perlakuan panas austempering bertujuan untuk mengubah struktur dan sifat mekanis dari fase austenite menjadi bainite. Proses perlakuan panas austempering sama seperti proses quench-temper konvensional yang berfungsi mengurangi retak pada saat proses quenching (Kalpakjian & Schmid, 2013). Proses perlakuan panas austempering dilakukan dengan cara memanaskan material mencapai suhu austenite atau biasa disebut austenizing, lalu ditahan beberapa waktu yang berfungsi sebagai homogenitas fase austenite pada spesimen kemudian dilakukan proses pendinginan secara cepat atau proses quenching dengan menggunakan media pendingin garam cair. lalu dipanaskan kembali pada temperatur austemper, dan didinginkan sampai suhu kamar (Priyono Eko, 2019).

2.5.4 Martempering

Martempering merupakan salah satu proses perlakuan panas dengan cara pencelupan terputus dan untuk menghasilkan struktur martensite temper dan efek yang dihasilkan pada sifat mekanis yaitu ketangguhan dan keuletan yang tinggi tetapi memiliki kekerasan yang rendah. Baja dan besi cor biasanya menggunakan proses perlakuan panas ini untuk membentuk sifat yang diinginkan, dalam proses martempering pendinginan yang dilakukan dengan menggunakan media panas seperti minyak panas, atau garam cair (Kalpakjian & Schmid, 2013).

Austenisasi 2.6

Austenisasi sangat berperan penting pada saat proses perlakuan panas yang berfungsi sebagai merubah fase menjadi austenite (Chakrabarty, 2017) suhu pada saat perlakuan panas sangat diperhatikan hal tersebut mengacu pada diagram fase Fe-Fe3C. Beberapa jenis perlakuan panas temperatur pada diagram fase sangat berperan penting pada saat proses perlakuan panas dilakukan contohnya seperti

pemilihan temperatur austenizing maupun temperatur kritis (Chakrabarty, 2017).

Temperatur austenizing dengan waktu holding tertentu sangat berperan pada proses hardening karena berfungsi merubah fase austenite yang homogen pada saat dilakukan proses pemanasan austenizing, sedangkan unsur paduan yang dimiliki seperti silicon, mangan dan posphor sangat berpengaruh pada suhu kritis (Chakrabarty, 2017). Pada pemilihan suhu austenizing dan waktu penahanan bentuk dan ukuran grafit akan mempengaruhi kecepatan pelarutan karbon dari grafit (Eperješi et al., 2015). Sebelum dilakukan proses perlakuan panas pemilihan suhu austenisasi dapat di lakukan dengan cara melihat diagram fase Fe-Fe3C (William D. Callister, 2007). Akan tetapi, besi cor memiliki unsur paduan sehingga pemilihan suhu austenisasi harus memerhatikan unsur paduan yang di miliki agar mendapatkan suhu yang optimal atau dapat melarutkan karbon secara merata pada fasa austenite (Chakrabarty, 2017).

Rumus yang digunakan pada besi cor untuk menentukan temperatur austenizing yaitu A1= 730 + 28 (%Si) - 25 (%Mn) karena semakin tinggi suhu austenisasi dapat mengakibatkan crack (Chakrabarty, 2017).

Gambar 2. 9 Diagram fase Fe-Fe3C

(William D. Callister, 2007).

Penentuan temperatur austenizing dapat dilihat dari diagram fase Fe-Fe3C dan harus mengetahui komposisi karbon dan unsur paduan dari

material tersebut. Karena kandungan karbon dan unsur paduan lainnya dapat menggeser titik eutectoid atau temperatur rekristalisasi. Penentuan suhu austenite pada saat proses austenizing dapat ditentukan saat melewati titik eutectoid atau di atas temperature kritis mempunyai karbon sebesar 0,76% C (William D. Callister, 2007). Pada besi cor dan baja, temperatur yang digunakan pada diagram fase Fe-Fe3C yaitu 727°C. Untuk kandungan carbon baja sekitar 0-2% C sedangkan pada besi cor 2 - 6,7% C, tetapi pada penerapannya kandungan karbon yang dimiliki pada besi cor sekitar 2 - 4%

(William D. Callister, 2007). Selain karbon unsur paduan dapat menggeser titik eutectoid atau batas temperatur kritis seperti Si, P, Mn, nikel (Chakrabarty, 2017).

Gambar 2.10 Pengaruh unsur paduan terhadap temperatur dan komposisi karbon pada titik eutectoid

(William D. Callister, 2007).

Unsur pembentuk austenite akan menurunkan temperature eutectoid, sedangkan unsur pembentuk ferrite akan menaikan temperature eutectoid. Unsur yang dapat menurunkan titik eutectoid yaitu mangan, nikel sedangkan yang dapat menaikan temperatur eutectoid yaitu titanium, molybdenum, silicon dan wolfram.

Hardening 2.7

Hardening merupakan salah satu langkah utama untuk proses austempering, tempering, martempering. Terbentuknya struktur martensite yang bersifat keras dan getas didapat karena spesimen dilakukan proses pemanasan austenizing lalu di holding beberapa waktu untuk melarutkan carbon pada fase austenite, dan

dilakukan pendinginan secara cepat sehingga menghasilkan struktur martensite (Hd & Widodo, 2018). Media pendinginan yang baik pada proses hardening untuk besi cor kelabu tanpa paduan yaitu menggunakan udara, oli dan polymer, karena air dapat mengakibatkan crack pada material saat dilakukan proses hardening (Chakrabarty, 2017). Selain itu, beberapa faktor yang dapat mempengaruhi terbentuknya martensite yang terbentuk secara seragam pada saat di lakukan proses hardening yaitu jenis media pendingin, ukuran bentuk geometri dan komposisi pada spesimen (William D. Callister, 2007). Ukuran, bentuk benda sangat berpengaruh saat proses pemanasan austenizing karena semakin besar ukuran dan bentuk benda, akan mengakibatkan proses pemanasan yang dilakukan menjadi lama karena proses perambatan panas dari luar ke bagian dalam (Haryadi.

Gunawan Dwi, 2006). Faktor lain dalam proses pengerasan yaitu oksidasi, karena oksigen udara sangat berpengaruh terhadap kelarutan karbon yang terikat sebagai cementite dalam fase austenite (Haryadi. Gunawan Dwi, 2006). Faktor media pendingin sangat berpengaruh pada saat proses hardening karena semakin tinggi kandungan karbon pada spesimen akan mengakibatkan crack apabila media pendingin yang digunakan air (William D. Callister, 2007).

Tempering 2.8

Tempering merupakan proses perlakuan panas yang dilakukan dengan cara memanaskan spesimen mencapai suhu austenite atau disebut austenizing lalu ditahan beberapa waktu yang berfungsi sebagai homogenitas atau kelarutan karbon pada fase austenite lalu didinginkan secara cepat. Setelah dilakukan proses quenching dilakukan proses pemanasan kembali di bawah suhu rekristalisasi atau di bawah temperatur eutectoid setelah itu ditahan beberapa waktu dan didinginkan secara lambat menggunakan media udara (Hd & Widodo, 2018). Hasil yang didapat pada proses tempering yaitu martensite temper atau ferrite dan karbida (William D. Callister, 2007). Struktur tersebut didapatkan karena atom-atom karbon yang terjebak pada struktur Kristal BCT saat di lakukan pendinginan secara lambat, atom-atom karbon dapat berdifusi keluar menjadi ferrite dan karbida, atau pada bagian dalam fase yang terbentuk adalah pearlite sedangkan pada bagian luar didominasi oleh martensite (Hd & Widodo, 2018)

Diagram TTT (Time Temperature Transformation) 2.9

Gambar 2. 11 Diagram TTT pada proses perlakuan panas besi cor (William D. Callister, 2007)

TTT adalah diagram yang digunakan pada proses perlakuan panas untuk mengetahui fase yang akan terbentuk dari temperatur yang di gunakan dan waktu holding yang diterapkan. Diagram TTT dapat dijelaskan dibawah ini

Titik A : adalah wilayah gamma austenite Titik P : adalah daerah pearlite

Titik B : adalah wilayah bainite

Titik M : adalah daerah pembentuk martensite Titik A+B : adalah daerah gamma austenite dan bainite Titik A+P : adalah titik gamma austenite dan pearlite Titik M+A : adalah daerah martensite dan austenite

Unsur paduan yang terdapat pada besi cor dapat menurunkan temperatur awal austenizing pembentukan martensite.

Pengujian Kekerasan Vickers 2.10

Pengujian kekerasan Vickers merupakan suatu alat untuk mengetahui nilai kekerasan yang dimiliki pada material dengan titik indentor berbentuk piramida dengan alas persegi sudut permukaan yang dimiliki adalah 136°. Nilai angka kekerasan Vickers (VHN) didefinisikan sebagai beban dibagi luas permukaan lekukan.

menjadi sepertujuh dari ukuran lekukan diukur pada diagonal. Pada pengujian Vickers beban yang sering digunakan yaitu sebesar 1 hingga 120 kg (Dowling Norman E, 2012). Angka kekerasan Vickers HVN diperoleh dengan membagi gaya yang diterapkan p dengan luas permukaan piramida di bawah ini adalah rumus kekerasan Vickers (Dowling Norman E, 2012).

HV= sin (2.1)

Dimana P = Gaya yang diterapkan (Kg) D = Diameter (mm)

Gambar 2. 12 Identasi berbentuk piramid yang terdapat pada Vickers (Dowling Norman E, 2012).

28 Kajian Penelitian Sebelumnya 2.11

Penelitian yang dilakukan oleh (Purnomo et al., 2019) dengan judul “analisa pengaruh holding time tempering terhadap kekerasan, keuletan, ketangguhan dan struktur mikro pada baja ST 70” yang bertujuan untuk mengetahui nilai kekerasan, nilai tarik, kuat impact (ketangguhan) dan perubahan struktur mikro pada baja jenis medium carbon steel ST 70 setelah perlakuan panas tempering dengan variasi holding time tempering 1, 2, dan 3 jam didapat nilai kekerasan pada proses tempering nilai kekerasan yang tertinggi pada proses tempering holding time 1 jam dengan persentase kekerasan sebesar 25,85% dengan nilai kekerasan rata rata sebesar 375.84 Kg/ dan nilai kekerasan yang terendah yaitu sebesar 340,54 Kg/ . Proses tempering merupakan proses perlakuan panas yang berfungsi untuk meningkatkan keuletan, kekuatan tarik, meningkatkan ketangguhan logam menghilangkan tegangan internal (internal stress), menghaluskan ukuran butir kristal, dan menurunkan kekerasan dari logam, dan penurunan nilai kekerasan pada proses tempering dapat terjadi karena atom-atom karbon yang terjebak pada struktur Kristal BCT saat dilakukan proses tempering atau pendinginan yang dilakukan secara setimbang atom-atom karbon yang terjebak akan berdifusi menjadi ferrite dan karbida dan pada bagian dalam sedangkan pada bagian luar masih didominasi oleh martensite (Hd & Widodo, 2018).

Pada penelitian yang dilakukan oleh (Hd & Widodo, 2018) yang berjudul peningkatan sifat mekanis besi cor kelabu melalui proses tempering” pada penelitian yang bertujuan untuk meningkatkan sifat mekanis dari besi cor kelabu pada proses quenching 775°C, 800°C dan 825°C dalam media air dingin, dan proses tempering dilakukan pada temperatur 200°C, 300°C dan 400°C dengan holding time selama 15 menit. Membuktikan bahwa hasil dari proses quenching 775°C, 800 °C, dan 825°C yaitu sebesar 502,6 HBN, 512,6 HBN, 513,8 HBN dengan persentase nilai kekerasan sebesar 95,6%, 99,8% dan 107,1% sedangkan pada proses tempering di dapatkan nilai kekerasan sebesar 477,7 HBN, 451, 398.1 HBN. Penurunan nilai kekerasan dapat terjadi karena, atom-atom karbon yang seharusnya berdifusi menjadi ferrite dan pearlite pada saat dilakukan pendinginan setimbang, pada saat pendinginan dilakukan cepat atom-atom karbon terjebak dalam struktur kristal BCT dan akan membentuk struktur martensite selanjutnya

pada proses tempering pada temperatur 200, 300 dan 400°CC mengalami penurunan nilai kekerasan sebesar 256.6, 477.7, dan 451,398.1 HBN penurunan nilai kekerasan tersebut di akibatkan atom atom karbon yang terjebak dalam struktur kristal BCT atau fase yang terbentuk pada proses quenching yaitu martensite atom-atom karbon di keluarkan dan berdifusi menjadi menjadi struktur ferrite dan karbida atau sebagian fasa martensite akan mengalami perubahan menjadi fasa ferrite dan senyawa karbida dan pada bagian dalam berubah menjadi fasa perlite sedangkan pada bagian luar masih di dominasi oleh martensite (Hd &

Widodo, 2018)

Pada penelitian yang dilakukan oleh (Sagita et al., 2017) yang berjudul analisa pengaruh lama waktu tahan tempering pada perlakuan panas terhadap perubahan struktur mikro dan sifat mekanik coupler baja AAR- M201grade E yang bertujuan untuk menganalisa pengaruh lama waktu tahan terhadap struktur mikro dan sifat mekanik pada baja AAR-M201 Grade E. Proses perlakuan panas yang dilakukan adalah hardening pada temperatur 925°C dengan waktu tahan 3 jam, kemudian di tempering pada temperatur 600°C dengan variasi waktu tahan 2, 3 dan 4 jam. Didapatkan hasil untuk proses tempering menghasilkan asikuler ferrite dan hasil sifat mekanik paling optimal di dapat dari proses hardening-tempering pada waktu tahan 3 jam didapat nilai kekuatan tarik 870 MPa, kekuatan luluh 782 MPa, elongasi 14%, reduksi area 38%, kekerasan 264 BHN, kekuatan impak sebesar 35 Joule pada temperatur -40°C dan nilai fatigue life 510

BAB 3

METODE PENELITIAN

Metode uji eksperimental pada tugas akhir ini berupa pengujian kekerasan dan pengamatan struktur mikro. Penelitian ini dimulai dengan kajian pustaka, pabrikasi spesimen, proses perlakuan panas dan dilakukan pengujian kekerasan dan pengamatan struktur mikro. Spesimen yang digunakan pada penelitian ini adalah besi cor kelabu FC-25. Besi cor kelabu FC-25 di pabrikasi di PT Batur Jaya Ceper Klaten menggunakan metode sand casting. Pengujian kekerasan dan pengamatan struktur mikro dilakukan di lab logam Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3.1 Diagram Alir Penelitian

Diagram alir proses penelitian yang di sajikan pada gambar 3.1 di bawah ini

Gambar 3. 1 Diagram Alur Penelitian

32 3.2 Bahan yang Digunakan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Besi Cor Kelabu FC-25

Besi cor kelabu FC-25 yang digunakan yaitu didapat dari proses pengecoran yang terdapat di PT Batur Jaya Ceper Klaten. Furnace atau tungku yang digunakan pada saat proses peleburan menggunakan induction furnace. Pola yang digunakan dalam pembuatan besi cor kelabu yaitu dari kayu yang berbentuk silinder pejal dengan diameter 26 mm dan panjang 260 mm. Metode yang digunakan pada proses pengecoran yaitu sand casting.

Komposisi yang digunakan pada penelitian ini dianggap homogen, dan komposisi besi cor kelabu FC-25 dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3. 1 komposisi kimia besi cor kelabu FC-25 (I Made Wicaksana Ekaputera et al., 2019)

C Si Mn Fe P S

3,2-3,5 1,7-2,2 0,6-0,9 Balance Max 0,95 Max 0,1

Gambar 3.2 Spesimen besi cor kelabu FC-25.

2. Media Pendingin

Media pendingin yang digunakan saat dilakukan proses quenching yaitu dengan menggunakan media air yang di letakan di dalam ember dengan volume tiga liter. Kondisi air yang digunakan pada saat proses quenching

terlihat jernih. Media air yang digunakan yaitu menggunakan air yang mengalir pada lab Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Temperatur yang digunakan yaitu 25°C. Quenching dilakukan dengan waktu holding 15 menit

Dalam dokumen INVESTIGASI PENGARUH VARIASI HOLDING TIME PROSES QUENCHING DAN TEMPERING TERHADAP KEKUATAN MEKANIS BESI COR KELABU FC-25 SKRIPSI (Halaman 33-85)