TUGAS AKHIR
SIFAT FISIS DAN MEKANIK BAJA KARBON RENDAH DENGAN PERLAKUAN KARBURIZING ARANG SEKAM PADI
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh :
EKO WIDODO NIM : D.200.120.024
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
vi
MOTTO
“Shalat itu adalah tiang agama,shalat itu adalah kunci segala kebaikan” (H.R Tablani)
“Muliakan anak-anakmu dan baguskanlah pendidikan mereka” (H.R At-thabrani dan khatib)
“Jadilah diri kita sendiri karena itu lebih baik daripada berpura-pura menjadi orang lain yang lebih baik”
vii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan penuh harap ridho Allah SWT, teriring perasaan syukur dan sabar yang mendalam serta penghargaan yang tinggi, setelah melewati berbagai ujian dalam perjuangan yang tak kenal lelah, Saya mempersembahkan Tugas Akhir ini kepada :
Bapak dan ibu tercinta yang dengan segala kasih sayang, kesabaran, keikhlasan dan pengorbanannya senantiasa membimbing dan mendo’akanku.
Teman-teman Teknik mesin angkatan 2012 yang selalu menyemangati dan hadir seperti keluarga.
Teman seperjuangan mahasiswa bimbingan Bapak Ir. Supriyono, MT., Ph.D yang selalu saling membantu dan berjuang bersama.
Dosen Universitas Muhammadiyah Surakarta Teknik Mesin yang telah membimbing saya didalam perkuliahan.
viii
SIFAT FISIS DAN MEKANIK BAJA KARBON RENDAH DENGAN PERLAKUAN KARBURIZING ARANG SEKAM PADI
Eko Widodo dan Supriyono
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura
Email : weko946@gmail.com
ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan untuk menyelediki pengaruh variasi media
carburizing terhadap kekerasan dan struktur mikro dari baja karbon rendah
pada proses peck carburizing. Proses pack carburizing banyak digunakan
untuk meningkatkan sifat mekanik baja yang memerlukan permukaan yang
keras tetapi tangguh di bagian dalam. Pada penelitian ini media carburizing
yang digunakan adalah arang sekam padi dengan prosentase berat 80%
dan bahan kimia aktif NaCO3 sebesar 20%. Dalam penelitian ini proses
carburizing dilakukan pada temperatur 9800 dengan waktu penahanan 2
jam dengan media arang sekam padi dan raw material. Hasil penelitian ini
menunjukan bahwa media arang sekam padi mempunyai nilai kekerasan
234.674 VHN dengan rata-rata kekerasan 206.869 VHN untuk raw material
200.541 dengan rata-rata 183.817 VHN. Jadi raw meaterial setelah di
carburizing mengalami peningkatan kekerasan sebesar 12.54%. Dengan
demikian waktu penahan pada proses carburizing mempengaruhi
kekerasan material.
ix
ABSTRACT
This research is conducted to investigate the influence of the use of
carburizing treatment toward the hardness and the microstructure of low
carbon steel I the process of pack carburizing. Pack carburizing is mostly
used to increase mechanical properties of steel which needs a solid
surface but strong inside. In this research,carburizing medium used is 80%
of rice husk charcoal and 20% of an active chemical NaCO3. Carburizing
process is carried out at a temperature of 9800 with 2 hours detention time.
It uses rice husk charcoal and raw material media. The result of the
reseach shows that rice husk charcoal medium has 234.674 VHN with an
average of 206.869 VHN. The raw material medium has 200.541 VHN an
average of 183.817 VHN. The raw material is increased its hardness after
being given the carburizing treatment. Therefore,the detention time in
carburizing process affects the hardness of the materials.
Keywords : low carbon steel, pack carburizing, rice husk charcoal
x
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia- Nya yang telah terlimpahkan kepada penulis, sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.
Adapun Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi persyaratan Sidang Sarjana S-1 pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, pada kesempatan ini, penulis dengan penuh keikhlasan hati ingin menyampaikan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. H. Sri Sunarjono MT. Ph.D selaku Dekan Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo BR. ST. MSc., Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Supriyono, MT., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Sunhaji yang telah senantiasa membimbing dalam mengumpulkan data dan memberi masukan dalam proses uji kekerasan dan struktur mikro.
xi
6. Dosen jurusan Teknik Mesin beserta Staff Tata Usaha Fakultas Teknik
7. Ibu tercinta dan teristimewa yang senantiasa selalu mencintai, menyayangi, memberikan dukungan, menenangkan hati dan mendo’akan penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
8. Bapak tercinta yang telah memberikan kasih sayang, mendidik dan memberikan pendidikan akan hidup kepada penulis.
9. Teman angkatan 2012 yang sudah banyak membantu saya dan mendukung saya dalam perkuliahan selama di Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Akhir kata, penulis mohon maaf sebelum dan sesudahnya, jika sekiranya terdapat kesalahan dan kekurangan dalam penulisan Tugas Akhir ini, yang disebabkan adanya keterbatasan-keterbatasan antara lain waktu, dana, literatur yang ada, dan pengetahuan yang penulis miliki. Harapan penulis semoga laporan ini bermanfaat untuk pembaca.
Tugas Akhir ini semoga dapat bermanfaat khususnya bagi penulis dan pihak lain yang membutuhkan, Amin ya Robbaallamin.
Surakarta, 30 Maret 2017
xii
DAFTAR ISI
Halaman judul ... i
Halaman Pernyataan Keaslian Tugas Akhir ... ii
Halaman Persetujuan ... iii
Halaman Pengesahan ... iv
Lembar Soal Tugas Akhir ... v
Halaman Motto ... vi
Halaman Persembahan ... vii
Abstrak ... viii
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka ... 6
2.2 Landasan teori ... 8
xiii
2.2.2. Carburizing ... 12
2.2.3. Difusi pada baja ... 14
2.2.4. Pengerasan permukaan baja ... 16
2.2.5. Pendinginan udara(annealing) ... 17
2.2.6. Uji kekerasan pada baja ... 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 19
3.2 Metodologi Penelitian ... 20
3.3 Cara kerja ... 27
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1 Diagram fasa Fe-Fe3C ... 11
2.2 Pengaruh temperatur karburasi pada case depth ... 14
2.3 Proses terjadinya difusi ... 15
3.14 inverted mettalurgi microscope(struktur mikro) ... 26
4.1 Struktur mikro raw material ... 31
4.2 Struktur mikro setelah di karburizing(2 jam) ... 32
xv
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
