BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.4 Hasil Pengujian Kekerasan
Hasil penyajian data yang diperoleh dari pengujian kekerasan dengan metode brinell ini adalah dalam bentuk angka. Pada pengujian ini dilakukan satu kali pengujian dengan enam penekanan disetiap titik, sedangkan pada pengujian ini diberikan gaya atau beban dengan nilai 30 N. Adapun hasil dari pengujian ini adalah seperti terlihat pada tabel 4.6 dibawah ini.
Tabel 4.6 Data Hasil Pengujian Brinell
Rm HB Standar
490 140
140
465 133
483 138
Data pada tabel 4.6 diatas didapat berdasarkan hasil perhitungna. Perhitungan tersebut didasarkan hubungan kekuatan tarik (Rm) dengan kekuatan brinell (HB) sebagaimana dirumuskan HB = Rm/3.5. nilai 3.5 ini adalah ketentuan dalam pengujian brinell. Missal, kekutan tarik pada sampel ini adalah 483 Mpa maka HB yang nya adalah 483/3.5 = 138 HB.
Pengujian kekuatan kekerasan behan baku tabung gas 3 kg dilakukan pada sampel dengan menggunakan mesin uji kekerasan brinell. Pengujian ini untuk melihat nilai kekerasan material lembaran baja bahan baku LPG 3 kg kemudian hasil tersebut dibandingkan dengan standar JIS Z2243. Berdasarkan tabel 4.6 diatas, hasil pengujian lembaran baja bahan baku tabung gas 3 kg ini menunjukan
bahwa nilai kekerasan material tersebut masih masuk dalam standar kelayakan suatu produk.
4.5 Hasil Pengujian Kekuatan Benturan
Pengujian kekuatan benturan ini dilakukan dengan jalan memukul specimen dengan kecepatan tertentu (5,42m/s) oelh suatu bandul (pendulum) yang diayunkan. Specimen standar yang digunakan pada penelitian ini adalah standar
charpy (USA). Specimen charpy berpenampang 10x10 mm2 dan memiliki takikan 450, dalam takikan 2 mm dan radius dasar takikkan 0.25 mm. pengujian ini dilakukan pada suhu kamar.
Banyaknya energi yang diserap oleh bahan untuk terjadinya perpatahan merupakan ukuran ketahanan impact atau ketangguhan bahan tersebut. Suatu material dikatakan tangguh bila memiliki kemampuan menyerap beban kejut yang besar tanpa terjadinya retak atau terdeformasi dengan mudah.12 Pada pengujian impact, energi yangdiserap oleh benda uji biasanya dinyatakan dalam satuan joule dan dibaca langsung pada skala (dial) penunjuk yang telah dikalibrasi yang terdapat pada mesin penguji. Harga impact (HI) suatu bahan yang diuji dengan metode charpy sangat bergantung oleh energi yang diserap dan luas penampang. Data hasil pengujian bisa dilihat pada tabel 4.6 dibawah ini.
Tabel 4.7 Data Hasil Pengujian Kekuatan Benturan A,Luas (m2)
Sampel
U,Energi yang serap (J) Sampel Energi Serap (J) JIS G3115 SVP 235 2.4 x 10-5 22 27 2.4 x 10-5 21 2.4 x 10-5 23 12
Clark, Donal S. & Varney, Wilbur R. 1961. Physical Metallurgy For Engineering, New York
Seperti yang telah dijelaskan diatas bahawa, energi serap sangat menentukan kekuatan imapact bila energi serapnya besar maka ketahanan impactnya pun akan besar. Sedangkan luas tidak mempengaruhi sebab untuk luas pada specimen uji impact sudah ditentukan yaitu tidak melebihi dari 100 mm2 atau 10-4 m2 . Dari tabel 4.6 terlihat bahwa energi serap yang dimiliki specimen benda yang digunakan sebagai bahan baku tabung gas ini tidak memenuhi standar yang ditetapkan, yakni lebih rendah dari nilai yang disyaratkan pada JIS G3115 SPV235 steel plates for pressure vessels for intermediate temperature service.
Jika energi serapnya rendah maka kekuatan benturan yang dimiliki pun akan rendah, sebagaimana hubungn antara kekuatan impact dan energi serap yaitu energi serap yang ditunjukan dibagi dengan luasnya (U1=U/A).
Semakin kecilnya harga impact menyebabkan material bahan baku ini semakin getas, kegetasan ini bisa disebabkan karena unsur nikel yang rendah yakni 0.018%. Unsur nikel ini dapat menaikan ketahanan pada suhu tinggi dan ketahanan pada benturan atau beban impact. Selain unsur nikel yang mempengaruhi patah getas atau rendahnya nilai impact, takikan atau daerah sambungan (notch) juga bisa menjadi penyebab patah getas dan rendahnya nilai impact .
Faktor lainya penyebab patah getas adalah temperatur rendah, harga impact sangat menurun di daerah temperatur sekitar -20 sampain -1000C. temperature ini sering disebut temperatur transisi yaitu temperatur dimana harga impactnya sangat rendah. Penggunaan bahan pada temperatur rendah perlu mendapat perhatian untuk menghindarkan terjadinya patah getas. Untuk itu perlu dilakukan usaha untuk menurunkan temperatur transisi suatu bahan yaitu dengan
cara menurunkan persentase karbon, menaikan persentase mangan dan bertambahnya persentase pospor. Nilai kandungan persentase ketiga unsur tersebut pada komposisi kimia diatas memenuhi standar namun tidak mencapai nilai maksimum sehingga tempertur transisi naik dan harga impact rendah. Selain komposisi kimia ukuran butir kristal juga menjadi salah satu faktor yang dapat menurunkan temperatur transisi yaitu dengan makin kecilnya ukuran butir kristal (ukuran butir makin halus) maka temperatur transisi akan turun.
Rendahnya nilai kekuatan impact yang dimiliki menyebabkan material bahan baku tabung gas ini tidak kuat dalam menerima benturan yang dating dari luar, terutama pada ttemperatur transisi. Kejadian dilapangan terlihat bahwa tabung gas yang sudah kosong serinng kali dibanting dari mobil pengankut untuk menukar tabung-tabung yang kosong dengan yang berisi, dalam pendistribusiannya ke warung-warung atau toko yang menjual tabung gas 3 kg tersebut. Tabung gas yang secara terus menerus menerima benturan meskipun bukan dalam temperatur transisi akan mengalami kebocoran atau membentuk lubang pada tabung gas tersebut sehingga bisa menyebabkan kebakaran bila ada percikan api.
4.6 Hasil Pengamatan Metalografi (Struktur Mikro)
Pengamatan mikro struktur lembaran baja bahan baku tabung gas 3 kg dilakukan pada sampel dengan menggunakan mikroskop optic (OM) dengan perbesaran 100x. pengamatan ini untuk melihat bentuk struktur material bahan baku tabung gas 3 kg. Berikutnya hasil pengamatan tersebut akan dibandingkan
dengan literatur. Hasil pengamatan sampel dengan mikroskop optic pada gambar 4.1 dan struktur mikro pada literature pada gambar 4.2 dibawh ini.
Gambar 4.1 Struktur mikro baja karbon rendah pada sampel.
Gambar 4.2 Struktur mikro baja karbon rendah pada literature.
Berdasarkan kedua gambar diatas, hasil pengamatan mikro struktur kedua lembaran baja low karbon menunjukan struktur mikro yang hampir sama yakni, memiliki struktur mikro yang lebih membulat dan seragam dengan batas batas butir yang sangat jelas. Namun yang membedakan adalah ukuran butirnya, ukuran butir pada literatur memiliki ukuran yang lebih kecil dan halus dari ukuran butir yang dimiliki pada sampel.
Ukuran butir ini sangat dipengaruhi oleh pengaturan komposisi kimia yakni, unsur-unsr yang terkandung dalam sebuah material atau lembaran baja. Niobium (Nb) adalah salah satu unsur yang sangat berperan dalam penghalusan ukuran butir, karena kelarutan niobium dalam austenite relative lebih kecil dibandingkan titanium dan vanadium atau unsur lainnya, maka penghalusan butir pada fase ferit dapat dicapai dengan hanya menambahkan sedikit unsur niobium kedalam baja karbon rendah. Namun sampel uji yang dijadikan sebagai aplikasi
tabung gas 3 kg ini tidak mengandung unsur niobium sehingga ukuran butir yang dimiliki tidak halus. Ukuran butir ini sangat mempengaruhi kekuatan suatu bahan, semakin kecil ukuran butirnya maka akan semakin halus permukaan dan semakin kuat material tersebut. Penguatan terjadi karena semakin kecil ukuran butir akan meningkatkan jumlah batas butir yang menghambat dislokasi. Penguatan penghalusan butir ferit juga dapat memperbaiki sifat ketangguhan, karena akan menurunkan temperatur transisi patah ulet getas. 13
13
Richard H.G & Wrighton. 1971. Practical Microscopical Metallurgraphy. Chapman Hall Ltd.
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Berdasarkan hasil pengujian radiografi bahwa baja yang digunakan sebagai bahan baku tabung gas 3 kg adalah jenis baja karbon rendah yang memiliki kadar karbon 0.16%.
2. Produk bahan baku tabung gas 3 kg ini memiliki nilai kekuatan tarik produk 483 Mpa (JIS : 140 Mpa). Sedangkan nilai kekerassannya 140 HB (JIS : 140 HB) dan keuletanya yang bergantung pada dimensi yaitu sekitar 2.28 mm sesuai dimensi yang disyaratkan yakni 3 mm.
3. Namun nilai kekuatan bentur dari bahan baku tabung gas 3 kg ini masih kurang memenuhi standar yaitu 23 J ( JIS : 27 J). Hal ini terlihat dari energi serap yang ditunjukan, energi serap ini yang mempengaruhi nilai kekuatan impact atau ketahanan terhadap benturan.
4. Hasil pengamatan metalografi menujukan bahwa struktur yang dimiliki produk bahan baku tabung gas ini kurang halus dari struktur mikro baja karbon yang terdapat pada literatur.
5.2 Saran
1. Adanya penelitian lebih lanjut untuk melihat komposisi bahan baku tabung gas 3 kg ini dengan menggunakan XRF.
2. Bahan baku tabung gas 3 kg ini memiliki kelemahan pada nilai ketahannya terhadap benturan hal tersebut kerena persentase unsur nikel pada komposisi kimianya hanya sebesar 0.018%, oleh sebab itu perlu adanya penambahan unsur tersebut agar memiliki nilai ketahanan bentur yang baik.
Refrensi
http://www.infometrik.com/wp-content/uploads/2009/09/Mengenalujitarik.pdf ( kamis, 29 april 2010. pkl 09.00 WIB)
http://ft.unsada.ac.id/wp-content/uploads/2008/03/bab4-mt.pdf ( senin, 12 april 2010. pkl 22.00 WIB)
http://www.audioenglish.net/dictionary/hypo-eutectoid_steel.htm ( minggu, 2 mei 2010. pkl 13.00 WIB)
http://www.thaimetaltrade.com/2005/document/steel%209grade (selasa, 16 maret 2010. pkl 18.30 WIB)
Clark, Donal S. & Varney, Wilbur R. 1961. Physical Metallurgy for Engineering, New York.
Callister William D, Jr. 1994. Material Science And Engineering A Introduction, Third edition, Canada.
Dieter, G. 1976. Mechanical Metallurgy of Engineering Materials. Mc-Graw Hill International Book Company.
Handbook of JIS Standard – 2005 (English Version)
Handbook of JIS standard Ferrous Material & metallurgy I & II, Tokyo, 2005 Leslie. 1983. The Physical Metallurgy of Steel. Mc-Graw Hill International Book
Company.
Richard H.G. & Wrighton. 1971. Practical Microscopical Metallography. Chapman Hall Ltd.
T. Hansen and P. Jonsson: 2001. Electric Furnace Conference Proceedings, ISS, Warrendale, PA, (2001), 59, 71-81.
Davis, Joseph R. 1998. Metal Handbook Desk Edition. ASM International. Second Edition. NewYork.