BAB III METODOLOGI PENELITIAN
C. Variabel Penelitian
Variabel bebas yang digunakan dalam penelitian ini adalah material FCD 50 dengan variasi ketebalan yang berbeda 20 mm, 40 mm, dan 60 mm.
Adapun variabel terikat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain : 1. Hasil pengujian Sifat mekanik, Kekerasan Vickers dan Impak.
2. Hasil Pengujian Sifat fisik atau Struktur mikro.
D. Tahap Penelitian
Penelitian ini adalah penelitian tahap pertama dari suatu rangkaian penelitian dengan tujuan pembuatan FCD 50. Selanjutnya penelitian akan dilakukan dengan mengikuti diagram alir seperti terlihat pada Gambar 3.17.
26
27
Keterangan : 1. Mulai
Tahap ini akan memulai penelitian.
2. Identifikasi masalah
Pada tahap ini mempelajari mengidentifikasi masalah yang terjadi untuk selanjutnya digunakan untuk kajian pada penelitian.
3. Mempersiapkan bahan dan alat
Pada tahap adalah proses penyiapan bahan dan alat yang digunakan dalam proses penelitian.
4. Tahap pembuatan spesimen
Spesimen awal berbentuk balok dengan panjang dan dipotong dengan mesin gerindra potong sebanyak tiga spesimen uji. Peneliti melakukan proses machining menggunakan mesin milling dengan ukuran yang di sesuaikan spesimen menggunakan ukuran yang sudah ditentukan berikut pada Gambar 3.18.
28
(2). Mengangkat lengan ayun dari mesin hingga (sudut α) 140°.
(3). Lalu klik tombol kuning (absorb) dan klik kalibrasi pada mesin.
(4). Lepaskan lengan ayun dengan menekan tombol hijau (put).
(5). Setelah dikalibrasi lengan ayun (pendulum), siapkan spesimen yang akan diuji impak.
(6). Letakkan spesimen dengan cara menyenterkan pendulum tepat ditengah tengah alur V dari spesimen.
(7). Angkat pendulum pada sudut 140° dan tekan tombol kuning.
(8). Setelah itu, lepaskan pendulum dengan tombol hijau.
(9). Catat hasil dari pengujian impak.
c) Pengujian Kekerasan.
Berikut langkah langkah pengujian kekerasan Vickers : (1). Siapkan spesimen yang akan diuji kekerasan.
(2). Lalu ratakan spesimen jika spesimen belum rata dan masih terdapat kotoran pada spesimen dengan menggunakan kikir segiempat.
(3). Setelah proses meratakan permukaan spesimen telah selesai, kemudian lanjut proses polishing menggunakan amplas grade 150, 220, 320, 550, 600, 850, dan 1000.
29
(4). Setelah semua perataan dan polishing permukaan uji terlah selesai, kemudian masuk proses pengujian spesimen langsung menggunakan mesin microhardness vickers.
(5). Langkah awal yang dilakukan sebelum menguji kekerasan dilakukan adalah mengatur kefokusan lensa pada permukaan spesimen.
(6). Setelah fokus pada material ditemukan, kemudian tekan tombol START, tunggu proses penekanan identor selama 15 detik, setelah itu mensejajarkan garis pembaca diagonal dan tidak boleh bertumpuk, setelah itu tekon tombol CLR.
(7). Kemudian menggeser garis kearah ujung-keujung bekas identor yang berbentuk belah ketupat untuk membaca diagonal 1 dan tekan tombol lensa.
(8). Lalu putar lensa kearah vertikan kemudian lakukan pembacaan diagonal diagonal 2 sesuai pembacaan sebelumnya.
(9). Lalu catat hasil pengujian yang terlihat di display alat uji yaitu D1, D2, dan hasil kekerasan vickers.
d) Pengujian Struktur mikro
Berikut langkah langkah pengujian struktur mikro : (1). Siapkan spesimen yang akan diuji mikro struktur.
(2). Amplas spesimen yang akan diuji hingga halus dengan menggunakan amplas nomer 200, 400, 500, 800 dan 1000
(3). Memberikan autosol pada spesimen yang sudah diamplas.
(4). Lalu check pada mesin mikrostruktur apabila sudah halus dan tidak ada kotoran maka spesimen siap diberi larutan ETSA.
(5). membuat larutan ETSA dengan mencampurka larutan alkohol dan HNO3 dengan perbandingan 10:2 ml.
(6). Setelah itu, celup spesimen yang akan diuji di larutan ETSA dengan waktu penahanan ± 5 detik.
(7). Lalu bilas spesimen dengan air yang mengalir (8). Setelah dibilas, keringkan menggunakan hairdryer.
30
(9). Lalu cek spesimen uji pada lensa, apabila belum terlihat jelas maka putar tuas mikro pada mikroskop dan atur perbesaran yang di inginkan.
(10). Setelah struktur pada permukaan spesimen terlihat jelas lakukan screen dengan pembesaran yang diinginkan dan memberi nama sesuai file yang diinginkan.
6. Tahap pengumpulan data
Setelah benda uji dilaksanakan pengujian lalu pada tahap ini akan dikumpulkan data data pada pengujian yang telah dilakukan.
7. Tahap analisa dan pembahasan
Pada tahap ini hasil pengujian dianalisa kembali agar mendapatkan hasil penelitian yang validalitasnya baik.
8. Tahap kesimpulan dan saran
Pada tahap ini hasil penelitian disimpulkan dan diberi saran.
9. Selesai
Pada tahap ini sudah menyelesaikan penelitian.
E. Analisa Data
Pada penelitian ini, penulis menggunakan metode analisis data kuantitatif deskriptif, yaitu mendeskripsikan data hasil pengujian secara sistematis dalam bentuk tabel grafik. Analisa data menggunakan data yang diperoleh dari hasil pengujian laboratorium yang dilakukan kemudian dimasukkan ke dalam tabel, dan ditampilkan dalam bentuk grafik yang kemudian dianalisa dan ditarik kesimpulan. Dengan demikian dapat diketahui sifat mekanik dan sifat fisik atau struktur mikro pada material FCD 50.
31
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian
Pada hasil pembahasan penelitian ini, penulis akan membahas tentang hasil pengujian sifat mekanik kekerasan Vickers, impak, dan sifat fisik atau struktur mikro pada material FCD 50. pengujian dilakukan di Akademi Teknologi Warga Surakarta. Dari pengujian yang telah dilakukan didapatkan hasil sebagai berikut :
1. Pengujian sifat mekanik a) Hasil kekerasan Vickers
Dari hasil pengujian kekerasan Vickers akan membahas hasil pengujian kekerasan Vickers pada ketebalan 20mm, 40mm, dan 60mm.
Hasil-hasil pengujian kekerasan Vickers akan di rata-rata dan dibandingkan agar dapat mengetahui spesimen yang memiliki kekerasan tertinggi. Hasil pengujian kekerasan Vickers dapat dilihat pada Tabel 4.1 di bawah ini.
Tabel 4. 1 Nilai Kekerasan Vickers FCD 50.
Ketebalan HV 1 HV 2 HV 3 Rata-rata HV Std Deviasi
20 242,9 250,8 261,1 251,9 9,650
40 224.3 231,9 237,8 231,3 6,768
60 224.6 227,7 231,6 228,0 3,508
Berdasarkan hasil pengujian kekerasan pada Tabel 4.1 mendapatkan hasil rata-rata dan dibuat grafik dapat dilihat grafik uji kekerasan pada Gambar 4.1 di bawah ini.
32
Gambar 4.1 Grafik nilai hasil Uji kekerasan Vickers
Pada Tabel 4.1 dan Gambar grafik 4.1 di atas maka penulis menyimpulkan bahwa nilai kekerasan tertinggi terdapat pada spesimen 20mm, karena tingkat pendinginan pada spesimen 20mm terlalu cepat dibandingkan pada spesimen 40mm dan 60mm. Pada spesimen 20mm memiliki fasa perlit yang baynyak mengakibatkan nilai kekerasan yang lebih tinggi dari pada spesimen 40mm dan 60mm yang memiliki fasa ferit yang banyak.
b) Hasil pengujian Impak
Berdasarkan hasil pengujian impak akan membahas hasil pengujian impak pada ketebalan 20mm, 40mm, dan 60mm. Hasil-hasil pengujian impak akan di rata-rata dan dibandingkan agar dapat mengetahui spesimen yang memiliki ketangguhan tinggi. Pada hasil pengujian impak dapat dilihat pada Tabel 4.2 di bawah ini.
Tabel 4.2 hasil pengujian impak FCD 50.
Ketebalan E/Energi 1 E/Energi 2 E/Energi 3 Rata-rata E/Energi
Std Deviasi
20 0,036 0,072 0,054 0,054 0,018
40 0,109 0,035 0,035 0,060 0,043
60 0,036 0,019 0,035 0,030 0,010
33
Pada hasil pengujian impak pada Tabel 4.2 mendapatkan hasil rata-rata dan dibuat grafit dapat dilihat grafik impak pada Gambar 4.2 di bawah ini.
Gambar 4.2 Grafik uji impak rata-rata 20mm, 40mm, dan 60mm
Pada Tabel 4.2 dan grafik 4.2 di atas maka penulis menyimpulkan bahwa nilai ketangguhan tertinggi terdapat pada spesimen 40mm, karena tingkat pendingian pada spesimen 40mm lebih baik dibandingkan pada spesimen 20mm dan 60mm. Pada spesimen 40mm memiliki fasa ferit dan perlit yang baik dan mengakibatkan nilai ketangguhan lebih tinggi dari pada spesimen 20mm dan 60mm yang memiliki fasa ferit dan perlit kurang baik.
2. Hasil pengujian Sifat fisik atau struktur mikro
Berdasarkan pengujian sifat fisik di mulai dari pembahasan hasil uji struktur mikro yang membahas pembentukan grafit pada setiap spesimen, membahas grafit pada spesimen yang di teliti dari pembentukan fasa dan grafit pada spesimen. Pembentukan grafit bulat dilihat pada pembesaran 20x karena dapat dilihat dengan baik dan terlihat jelas, pada pembesaran 50x untuk melihat bentuk grafit bulat yang dihasilkan dan untuk melihat fasa ferit, perlit dan grafit.
34
a) Ketebalan 20
Pada spesimen 20mm pembesaran 20x sebelum etsa dapat dilihat pada Gambar 4.3 di bawah ini.
Gambar 4.3 Struktur mikro FCD 50 sebelum esta perbesaran 20X 20mm Pada spesimen 20mm pembesaran 20x setelah etsa dapat dilihat pada Gambar 4.4 di bawah ini.
Gambar 4.4 Struktur mikro FCD 50 setelah esta perbesaran 20X 20mm
Pada spesimen 20mm pembesaran 50x setelah etsa dapat dilihat pada Gambar 4.5 di bawah ini.
Ferit Ferit
Perlit
Grafit
Grafit
Perlit Grafit
35
Gambar 4.5 Struktur mikro FCD 50 setelah etsa perbesaran 50X 20mm b) Grafit Ketebalan 40.
Pada spesimen 40mm pembesaran 20x sebelum etsa dapat dilihat pada Gambar 4.6 di bawah ini.
Gambar 4.6 Struktur mikro FCD 50 sebelum esta perbesaran 20X 40mm Pada spesimen 40mm pembesaran 20x setelah etsa dapat dilihat pada Gambar 4.7 di bawah ini.
Grafit
Perlit
Ferit
Grafit
Grafit
36
Gambar 4.7 Struktur mikro FCD 50 setelah esta perbesaran 20X 40mm Pada spesimen 40mm pembesaran 50x setelah etsa dapat dilihat pada Gambar 4.8 di bawah ini :
Gambar 4.8 Struktur mikro FCD 50 setelah esta perbesaran 50X 40mm c) Grafit Ketebalan 60.
Pada spesimen 60mm pembesaran 20x sebelum etsa dapat dilihat pada Gambar 4.9 di bawah ini.
Perlit Ferit
Ferit
Perlit
Perlit
Ferit Grafit
37
Gambar 4.9 Struktur mikro FCD 50 sebelum esta perbesaran 20X 60mm Pada spesimen 60mm pembesaran 20x setelah etsa dapat dilihat pada Gambar 4.10 di bawah ini.
Gambar 4.10 Struktur mikro FCD 50 setelah esta perbesaran 20X 60mm Pada spesimen 60mm pembesaran 50x setelah etsa dapat dilihat pada Gambar 4.11 di bawah ini :
Grafit
Grafit
Perlit
Perlit
Ferit Ferit
38
Gambar 4.11 Struktur mikro FCD 50 setelah esta perbesaran 50X 60mm Berdasrakan hasil pengetsaan pembesaran 20x setiap spesimen 20mm, 40mm dan 60mm mendapatkan hasil pada spesimen 20mm terdapat menghasilkan banyak fasa perlit dibandingkan perlit pada spesimen 40mm dan 60mm dapat dilihat pada Gambar 4.4. pada spesimen 40mm terdapat menghasilkan fasa ferit dan perlit yang sama banyaknya dapat dilihat pada Gambar 4.7. Pada spesimen 60mm terdapat menghasilkan banyak fasa ferit dibandingkan pada spesimen 20mm dan 40mm dapat dilihat pada Gambar 4.10. Pada spesimen 60mm juga terdapat banyak bentuk grafit bulat dapat dilihat pada Gambar 4.10.
Berdasarkan hasil pengestaan pembesaran 50x setiap spesimen 20mm, 40mm, dan 60mm mendapatkan hasil pada spesimen 20mm memiliki bentuk grafit yang agak melonjong dan banyak yang pecah dibandingkan pada spesimen 40mm dan 60mm dapat dilihat pada Gambar 4.5. Pada spesimen 40mm memiliki bentuk grafit yang agak bulat lebih besar dari spesimen 20mm, dan bentuk grafitnya juga masih ada yang pecah dapat dilihat pada Gambar 4.8. Pada spesimen 60mm memiliki bentuk grafit yang lebih bulat dapat dilihat pada Gambar 4.11.
Perlit
Ferit Grafit
39
BAB V PENUTUP
A. Simpulan
1. Hasil pengujian kekerasan pada spesimen ketebalan 20mm mengalami nilai kekerasan yang lebih tinggi dari pada spesimen 40mm dan 60mm karena pendinginan pada spesimen 20mm lebih cepat dibandingkan spesimen 40mm dan 60mm. Hasil pengujian impak pada spesimen ketebalan 20mm mengalami nilai ketangguhan yang kecil dibandingkan pada spesimen ketebalan 40mm dan 60mm karena pendinginan pada spesimen 20mm lebih cepat dibandingkan 40mm dan 60mm.
2. Dengan hasil pengujian sifat fisik atau struktur mikro, pada spesimen 20mm mengalami sedikit terbentuknya grafit bulat. Pada spesimen 40mm mengalami penambahan grafit bulat, tetapi pada spesimen 60mm pembentukan grafit bulat lebih banyak dan lebih baik dari pada spesimen membutuhkan nilai kekerasan yang tinggi maka memilih pada ketebalan 20mm karena hasil kekerasan lebih tinggi dari pada nilai kekerasan pada spesimen 40mm dan 60mm.
3. Pada material FCD 50 memiliki nilai ketangguhan yang besar, jika membutuhkan nilai ketangguhan yang tinggi maka memilih pada ketebalan 40mm dan ketebalan 60mm karena hasil kekerasan lebih tinggi dari pada nilai kekerasan pada ketebalan 20mm.
40
DAFTAR PUSTAKA
Musabbikhah, dkk. Pedoman Tugas Akhir. Sukoharjo: Akademi Teknologi Warga Surakarta, Edisi Pertama, 2018.
Muhammad, Z. Analisa Pengaruh Heat Treatment (Hardening) Terhadap Sifat Mekanik dan Struktur Mikro Besi COR Nodular (FCD 60). Universitas Pamulang, Tangerang Selatan, 2018.
Galih, S. Analisa Perlakuan Panas Austempering pada Besi Tuang Nodular FCD 50 terhadap Kekuatan Impak dan Kekerasannya. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya, 2019.
Chijiwa, Tata Surdia,Teknik Pengecoran Logam , Pradnya Paramita, Jakarta, 1980.
Petrus, H. Buku Pegangan Kuliah Metalurgi Fisik. Akademi Teknologi Warga, Surakarta, 2018.
Surdia, T.; Saito, S. Pengetahuan Bahan Teknik, Edisi ke-4, PT. Pradnya Paramita, Jakarta,1984.
Noor S, Sri W, Peningkatan Sifat Mekanis Besi Cor Kelabu melalui proses Tempering. Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Tidar, Magelang, 2018.
Firmansyah, Ketahanan suatu material terhadap beban mendadak, serta faktor-faktor yang mempengaruhi sifat material tersebut, Tangerang, 2020.
Danu, Y. Pengaruh Variasi Media Pendingin Terhadap Struktur Mikro Dan Kekerasan Besi Cor Kelabu FC 25. Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta, 2019.
.Mukhlis, Z. Pengaruh Konsentrasi NaCl Terhadap Laju Korosi, Perubahan Sifat Mekanik (Kekerasan) Dan Mikro Struktur (SEM) Pada Besi Cor Nodular.
Universitas Muhammadiyah Malang, Malang, 2017.
LAMPIRAN
Lampiran 1. Transkrip Nilai Sementara
Lampiran 2. Ijazah SMK
Lampiran 3. Sertifikat PPKK-MB
Lampiran 4. Sertifikat LPIA
Lampiran 5. Sertifikat LPIA Conversation 1
Lampiran 6. Sertifikat LPIA Conversation 2
Lampiran 7. Sertifikat PKL