KEKUATAN LELAH BAJA HQ 705 DAN BAJA THYRODUR
1730 DI LINGKUNGAN KELEMBABAN TINGGI
TE S I S
Oleh
INDRA HASAN 017015008/TM
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
KEKUATAN LELAH BAJA HQ 705 DAN BAJA THYRODUR
1730 DI LINGKUNGAN KELEMBABAN TINGGI
TE S I S
Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik Dalam Program Studi Teknik Mesin
Pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara
Oleh
INDRA HASAN 017015008/TM
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2006
Judul Tesis
:
KEKUATAN LELAH BAJA HQ 705 DAN BAJATHYRODUR 1730 DI LINGKUNGAN KELEMBABAN TINGGI
Nama Mahasiswa : Indra Hasan Nomor Pokok : 017015008 Program Studi : Teknik Mesin
Menyetujui Komisi Pembimbing
(Dr.Ir. Haftirman, M.Eng) Ketua
(Ir. Tugiman, MT) (Dr.-Ing. Ikhwansyah Isranuri) Anggota Anggota
Ketua Program Studi, Direktur,
(Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME) (Prof.Dr.Ir.T. Chairun Nisa B.,M.Sc)
Telah Diuji pada
Tanggal: 07 Januari 2006
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Dr.Ir. Haftirman, M.Eng
Anggota : 1. Ir. Tugiman, MT
2. Dr. -Ing. Ikhwansyah Isranuri
3. Ir. Alfian Hamsi, MSc
4. Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Lingkungan tempat baja digunakan sangat mempengaruhi umur pemakaian
baja, lingkungan yang mempengaruhi baja menurut beberapa peneliti salah satunya
adalah lingkungan berkelembaban tinggi yang menyebabkan terjadinya penurunan
kekuatan lelah atau mempercepat terjadinya kegagalan baja.
Menurut Haftirman (1995), lingkungan dengan kelembaban relatif di bawah
60% tidak mempengaruhi baja tetapi lingkungan dengan kelembaban relatif di atas
70% sangat mempengaruhi baja. semakin tinggi tingkat kelembaban relatif semakin
besar pengaruh kelembaban relatif tersebut terhadap baja yaitu kekuatan lelah baja
semakin menurun dengan semakin tingginya kelembaban relatif lingkungan.
Penelitian ini telah dilakukan terhadap baja HT 800 dan SS 400 di lingkungan
kelembaban relatif 60%, 70%, 85% dan 90% pada pembebanan axial loading fatigue
testing machine. Penurunan kekuatan lelah disebabkan terbentuknya korosi pit pada
permukaan baja di lingkungan kelembaban relatif yang tinggi. begitu juga penelitian
yang dilakukan oleh Nakajima M, (2003) dengan bahan JIS SNCM 439 menyatakan
terjadi penurunan tegangan pada lingkungan laboratory air dari pada lingkungan dry
air serta Lee & Uhlig (1972) yang melakukan pengujian terhadap baja AISI 4140
kelembaban relatif 70% mengalami penurunan kekuatan lelah, semakin tinggi tingkat
kekerasannya semakin besar persentase penurunan kekuatan lelahnya.
Kemudian Dalil (2005) juga melakukan penelitian terhadap baja TEW 6582 dan EMS
45 pada lingkungan kelembaban tinggi, mengemukakan bahwa baja High Tensile
Strength mengalami penurunan kekuatan lelah lebih besar dari baja Medium Tensile
Strength dan Riski (2005) menyatakan bahwa penurunan kekuatan lelah paling
rendah terjadi pada baja dengan proses heat treatment sekitar 775oC dengan demikian
tingkat penurunan kekuatan lelah tergantung pada masing-masing sifat baja akan
tetapi lingkungan kelembaban tinggi tetap menyebabkan penurunan kekuatan lelah.
Baja HQ 705 dengan sifat yang telah diperbaiki dari hasil awal pengerolan
baja sangat menarik diberikan pengujian kekuatan lelah karena belum pernah
dilakukan pengujian fatik terhadap baja tersebut sebelumnya pada suatu lingkungan
tertentu di Pekanbaru. Baja HQ 705 (High Performance Engineering Steels) yaitu
baja HQ 705 (High Quality) yang merupakan baja Pre-hardened High Tensile
Strength. Baja ini diproduksi di Swedia dan dipasarkan oleh PT. Tira Andalan Steel.
Baja HQ 705 banyak dipakai pada Pabrik Karet di Pekanbaru dan Industri lainnya,
namun belum mempunyai spesifikasi untuk pemakaian di lingkungan Indonesia
khususnya di Pekanbaru dengan tingkat kelembaban tinggi dan temperatur yang juga
lebih tinggi dari daerah lain di Indonesia maupun dari negara yang memproduksi baja
tersebut. Sehingga diperlukan suatu pengujian untuk mengetahui sampai sejauhmana
performance baja tersebut jika dipakai di Indonesia.
Performance baja HQ705 di lingkungan kelembaban tinggi, dibandingkan dengan
baja Thyrodur 1730 yang diproduksi oleh Thyssen Germany Special Steel, untuk
melihat sejauhmana tingkat pengaruh kelembaban tinggi terhadap kekuatan
lelah baja HQ 705 dengan baja Thyrodur 1730 sebagai dasar untuk melihat tingkat
pengaruh kelembaban tinggi tersebut . Baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730
sama-sama digunakan untuk poros pada konstruksi permesinan (Machinery Steels). Baja
HQ 705 termasuk golongan baja High Tensile Strength dan baja Thyrodur 1730
termasuk golongan baja Medium Tensile Strength dan ekivalen baja S45C.
Pembebanan yang diberikan dalam pengujian adalah pembebanan bending dengan
tipe tumpuan cantilever. Tipe pembebanan ini disesuaikan dengan kasus kegagalan
poros pada Creeper untuk memipih karet di Pabrik Karet. Poros pada rol Creeper
digerakkan oleh motor listrik dan tersambung dengan poros kedua. Kedua poros
menompang silinder pemipih ukuran karet. Poros yang tersambung dengan motor
penggerak memperoleh beban puntir dari motor yang terjepit pada bantalan dan
memperoleh beban bending dari rol silinder serta gaya tekan dari kedua rol dalam
proses memipih karet.
1.2. Perumusan Masalah
Baja HQ 705 yang belum pernah dilakukan pengujian fatik di lingkungan
kelembaban tinggi khusus untuk pemakaian di Indonesia, dilakukan pengujian untuk
mengetahui tingkat penurunan kekuatan lelah yang dibandingkan dengan tingkat
terhadap keretakan yang terjadi pada permukaan spesimen uji dalam memprediksi
penyebab penurunan kekuatan lelah baja HQ 705 yang beroperasi di lingkungan
kelembaban tinggi. Pengujian ini menjadi penting untuk dilakukan dalam
mengetahui sejauhmana performance dari baja HQ 705 jika digunakan di lingkungan
kelembaban tinggi di wilayah Indonesia khusus untuk daerah Pekanbaru pada salah
satu pabrik industri karet.
1.3. Tujuan Penelitian
1.3.1. Tujuan Umum
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kelembaban tinggi
terhadap kekuatan lelah bahan baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730 yang mengalami
pembebanan dinamis dan mengamati keretakan yang terjadi pada kedua jenis bahan,
untuk memperoleh informasi penyebab penurunan kekuatan lelah baja di lingkungan
kelembaban tinggi dan dengan informasi ini diharapkan dapat mengoptimalkan
pemakaian bahan.
1.3.2. Tujuan Khusus
Tujuan penelitian secara khusus adalah mengetahui kekuatan lelah baja HQ
705 dan baja Thyrodur 1730 pada lingkungan kelembaban relatif 70%, 75%, 80%,
85% dan 90% dengan fokus peninjauan terhadap keretakan yang terjadi pada
permukaan spesimen uji untuk digunakan sebagai dasar analisa penyebab penurunan
kekuatan lelah baja.
1.4. Manfaat
Hasil penelitian ini dapat memberikan rekomendasi kepada industri-industri
pengguna baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730 yang beroperasi pada
lingkungan
kelembaban tinggi, membantu dalam pemilihan bahan yang tepat digunakan pada
konstruksi permesinan dengan pembebanan berulang serta membantu dalam disain
pembebanan dan bentuk komponen untuk optimalisasi pemakaian bahan baja atau
optimalisasi ketahanan baja.
Sedangkan bagi masyarakat, dunia pendidikan dan lembaga penelitian dapat menjadi
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Kekuatan Lelah
Kekuatan lelah suatu bahan disusun dari serangkaian percobaan dengan
pemberian beban sampai terjadi kegagalan pada siklus tertentu, hasilnya digambarkan
dalam suatu bentuk kurva S-N (Kurva Wohler) seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 2.1. Pada kurva S-N, tegangan (S) dipetakan terhadap jumlah siklus hingga
terjadi kegagalan, sedangkan N adalah jumlah siklus tegangan yang menyebabkan
terjadinya patah sempurna benda uji . Tegangan yang dipetakan dapat berupa
(tegangan bolak-balik), (tegangan maksimum) dan (tegangan minimum).
Menurut Dieter (1986), nilai tegangan adalah tegangan nominalnya dengan demikian
tidak terdapat penyesuaian untuk konsentrasi tegangan.
a
S
maks
S Smin
Pada baja, siklus (N) yang melampaui batas lelah (N > 107), baja dianggap
mempunyai umur tak terhingga atau kegagalan diprediksi tidak akan terjadi,
sedangkan untuk logam bukan besi (non ferrous) tidak terdapat batas lelah yang
signifikan, memiliki kurva S-N dengan gradien yang turun sedikit demi sedikit
sejalan dengan bertambahnya jumlah siklus.
Tegangan pada spesimen di suatu titik tertentu dengan tipe pembebanan
cantilever ditentukan dengan rumus berikut (shigley, 1989):
zx c c c
I Y M
S =
dimana:
Sc = tegangan pada titik c di permukaan spesimen
Mc = momen pada titik c akibat beban pada spesimen
Yc = jarak maksimum dari titik pusat spesimen ke arah titik c pada
permukaan spesimen
Izx = momen inersia polar spesimen = 4
64dc
π
dc = diameter pada titik c spesimen
Hubungan antara tegangan pada spesimen akibat beban dengan jumlah putaran
sampai terjadi patah lelah sempurna adalah:
S = a Nb (2.2)
dimana :
S = Tegangan bolak-balik atau Kekuatan lelah (MPa)
e ut
S
S
a
2)
9
,
0
(
=
e utS
S
b
log
0
,
9
3
1
−
=
Se = ka. kb. kc. kd. ke. Se’ (2.3)
dimana
Se’ = batas ketahanan (endurance limit) dari spesimen uji
(test specimen) = 0,504 (Sut)
Sut = kekuatan tarik maksimum (MPa)
ka = faktor permukaan = a (Sut)b
kb = faktor ukuran =
1133 , 0 62 , 7 − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ d
kc = faktor beban kd = faktor temperatur
ke = faktor modifikasi terhadap pemusatan tegangan
Kegagalan lelah disebabkan beban berulang (beban dinamis) atau perubahan
struktur permanen, terlokalisasi dan progresif yang terjadi pada bahan yang dibebani
dengan tegangan/regangan fluktuasi yang dapat mengakibatkan retak atau patahan
setelah jumlah siklus tertentu. Kondisi pembebanan yang menyebabkan kelelahan
adalah fluktuasi tegangan, mencakup getaran, fluktuasi regangan, fluktuasi
temperatur (thermal fatigue), atau salah satu kondisi di atas di dalam lingkungan
korosif atau pada suhu tinggi (Dieter, 1986). Sedangkan yang menyebabkan
kegagalan lelah adalah tegangan tarik maksimum yang cukup tinggi, variasi atau
fluktuasi tegangan yang cukup besar, dan siklus penerapan tegangan yang cukup
besar.
Tegangan berulang yang menyebabkan kelelahan digambarkan berbentuk
sinusoidal antara tegangan maksimum dan minimum, tegangan tarik dianggap positif
dan tegangan tekan dianggap negatif. Pada tipe pembebanan cantilever, tegangan
maksimum dan minimum tidak sama, tegangan tarik lebih besar dari tegangan tekan
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Siklus tegangan lelah (Hertzberg, R.W., 1996)
2.1.1 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kekuatan Lelah
Faktor-faktor yang mempengaruhi atau cendrung mengubah kondisi kelelahan
atau kekuatan lelah yaitu tipe pembebanan, putaran, kelembaban lingkungan (korosi),
konsentrasi tegangan, suhu, kelelahan bahan, komposisi kimia bahan,
mengubah kekuatan lelah pada pengujian ini adalah kelembaban lingkungan, tipe
pembebanan, putaran, suhu, komposisi kimia bahan dan tegangan sisa.
Faktor yang diperhitungkan adalah kelembaban lingkungan (korosi) dan tipe
pembebanan sedangkan putaran, suhu, komposisi kimia dan tegangan sisa sebagai
variabel yang konstan selama pengujian sehingga tidak ada pengaruh yang signifikan
terhadap kekuatan lelah.
a. Faktor Kelembaban Lingkungan
Faktor kelembaban lingkungan sangat mempengaruhi kekuatan lelah
sebagaimana yang telah diteliti oleh Haftirman (1995) bahwa kekuatan lelah
sangat menurun pada lingkungan kelembaban tinggi yaitu pada kelembaban
relatif 70% sampai 85%. Lingkungan kelembaban tinggi membentuk pit korosi
dan retak pada permukaan spesimen yang menyebabkan kegagalan lebih cepat
terjadi. Ko Haeng Nam (2003), menyatakan bahwa pada kelembaban relatif
85% terjadi transisi tegangan lebih besar dibandingkan dengan kelembaban
relatif 5% sampai 55%, dan Nakajima M., (2003) menyatakan terjadi
penurunan tegangan pada udara laboratorium dibandingkan dengan lingkungan
udara kering.
Pengaruh kelembaban tinggi terhadap setiap kekuatan bahan juga berbeda,
untuk bahan dengan kekerasan yang tinggi, kelembaban sangat menurunkan
kekuatan lelah dibanding bahan dengan kekerasan yang rendah, sebagaimana
yang telah diteliti oleh Haftirman (1995) terhadap baja HT 800 yang
dibandingkan dengan baja SS 400, bahwa baja HT 800 dengan kekerasan yang
tinggi (268 Hv) mengalami penurunan kekuatan lelah yang lebih besar dari
penurunan kekuatan lelah baja SS 400 engan kekerasan (166 Hv). Lee
dan
Uhlig (1972) menyatakan bahwa semakin keras suatu baja semakin besar
penurunan kekuatan lelahnya pada lingkungan kelembaban relatif 70%.
b. Tipe Pembebanan
Tipe pembebanan dipilih berdasarkan kasus di lapangan yaitu untuk poros
pemipih karet pada pabrik karet di PTPN III dengan tipe pembebanan
cantilever yang menerima beban lentur dan puntir. Tipe pembebanan ini sangat
mempengaruhi kekuatan lelah sebagaimana yang diteliti oleh Ogawa (1989)
bahwa baja S45C yang diberikan tipe pembebanan lentur putar dan
pembebanan aksial mempunyai kekuatan lelah yang sangat berbeda, baja S45C
dengan pembebanan aksial mempunyai kekuatan lelah lebih rendah dari baja
yang menerima pembebanan lentur putar.
c. Faktor Putaran
Putaran yang mempengaruhi kelelahan pada pengujian ini direduksi dari 1450
rpm menjadi 887,5 rpm yang diukur dengan tachometer dan putaran tersebut
digunakan untuk mendapatkan pengaruh pembebanan pada spesimen tetapi
masih dalam batas tidak ada pengaruh putaran yang signifikan terhadap
kekuatan lelah, sebagaimana yang telah diteliti oleh Iwamoto (1989) dengan
hasil bahwa putaran antara 750 rpm sampai 1500 rpm mempunyai kekuatan
lelah jauh lebih besar dari putaran 750 rpm dan 1500 rpm, sehingga putaran
yang berada diantara 750 rpm sampai 1500 rpm tidak mempengaruhi kekuatan
lelah dengan signifikan sebagaimana putaran 887,5 rpm pada pengujian ini.
d. Faktor Suhu
Faktor suhu sangat mempengaruhi kekuatan lelah karena suhu menaikkan
konduktivitas elektrolit lingkungan sehingga dapat mempercepat proses
oksidasi. Untuk mengkondisikan pengujian standar terhadap suhu, pengujian
dilakukan pada temperatur kamar. Menurut Haftirman (1995) bahwa pengujian
pada lingkungan dengan suhu 40oC retakan pada spesimen memanjang dari
pada pengujian di suhu 25oC dengan retakan yang halus, karena suhu yang
tinggi menyebabkan molekul air yang terbentuk mengecil di permukaan baja
sehingga mempercepat terjadi reaksi oksidasi dan membuat jumlah pit korosi
jauh lebih banyak, akibatnya pit korosi cepat bergabung membentuk retakan
yang memanjang. Dieter (1986) mengemukakan secara umum kekuatan lelah
baja akan turun dengan bertambahnya suhu di atas suhu kamar kecuali baja
lunak dan kekuatan lelah akan bertambah besar apabila suhu turun.
e. Faktor Tegangan Sisa
Faktor tegangan sisa yang mungkin timbul pada saat pembuatan spesimen direduksi
dengan cara melakukan pemakanan pahat sehalus mungkin terhadap spesimen
sehingga pemakanan pahat tidak menimbulkan suhu yang bisa menyebabkan
munculnya tegangan sisa maupun tegangan lentur pada spesimen.
f. Faktor Komposisi Kimia
Pengaruh faktor komposisi kimia terhadap kekuatan lelah diharapkan sama
untuk seluruh spesimen uji dengan pemilihan bahan yang diproduksi dalam
satu kali proses pembuatan, sehingga didapat kondisi pengujian yang standar
untuk seluruh spesimen uji.
2.1.2 Mekanisme Kegagalan Fatik
Kegagalan fatik dimulai dengan terjadinya deformasi plastis (slip) secara
lokal. Bila slip terjadi maka slip tersebut dapat terlihat pada permukaan logam
sebagai suatu tangga (step) yang disebabkan oleh pergerakan logam sepanjang bidang
slip. Demikian seterusnya maka lama-kelamaan akan terjadi suatu retak. Slip pada
pembebanan rotating bending ditunjukkan pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3. Bentuk Alur dan Puncak Slip yang Digabungkan dari Hasil Pembebanan Berulang (Collins, pp.182)
Siklus untuk menimbulkan awal retak dan penjalaran retak tergantung pada tegangan
yang bekerja. Bila tegangan yang bekerja tinggi maka waktu terbentuknya awal retak akan
lebih pendek. Pada tegangan yang sangat rendah maka hampir seluruh umur lelah digunakan
Retak permulaan ini begitu kecil sehingga tidak bisa dilihat oleh mata
telanjang. Sekali suatu retak muncul, pengaruh pemusatan tegangan menjadi
bertambah besar dan retak tersebut akan maju lebih cepat. Begitu ukuran luas yang
menerima tegangan berkurang, tegangan bertambah besar sampai akhirnya luas yang
tersisa tiba-tiba gagal menahan tegangan tersebut. Karena itu kegagalan lelah
ditandai dari perkembangan retak yang ada dan kepatahan mendadak dengan daerah
yang mirip kepatahan bahan rapuh (Shigley, 1989).
2.2. Mekanisme Kegagalan Fatik Korosi
Kegagalan fatik korosi berlangsung secara bersamaan antara tegangan
berulang dan serangan kimia (Trethewey, 1991). Kegagalan fatik disebabkan oleh
adanya beban tegangan, sedangkan kegagalan fatik korosi disebabkan adanya beban
tegangan bersamaan dengan serangan kimia. Serangan korosi tanpa ada beban
tegangan, biasanya mengakibatkan lubang pada permukaan logam. Lubang ini
bertindak sebagai takik dan menyebabkan pengurangan besarnya kekuatan lelah.
Akan tetapi, apabila serangan korosi bersamaan dengan pembebanan lelah, maka
dihasilkan penurunan sifat-sifat lelah yang lebih besar dibanding serangan korosi
sebelumnya tanpa beban tegangan. Bila korosi dan lelah terjadi bersamaan, maka
serangan kimia akan mempercepat laju rambat retak lelah. Bahan-bahan yang pada
saat diuji dalam suhu kamar memperlihatkan adanya batas lelah, apabila diuji dalam
lingkungan yang korosif, tidak memperlihatkan adanya batas lelah.
Sementara uji lelah biasa pada lingkungan udara, untuk siklus
pembebanan 1000 hingga 12000
siklus/menit, tidak dipengaruhi oleh laju pembebanan, jika pengujian dilakukan pada
lingkungan yang korosif, maka terdapat ketergantungan yang terbatas. Karena
serangan korosi merupakan gejala yang tergantung pada waktu, makin cepat laju
pengujian makin kecil kerusakan yang disebabkan oleh korosi .
Pada uji lelah korosi, tegangan berulang menimbulkan kerusakan lapisan
oksida permukaan setempat, sedemikian hingga terjadi lubang-lubang korosi.
Lubang-lubang kecil (korosi sumuran) yang terjadi pada lelah korosi jauh lebih
banyak jumlahnya dibanding yang dihasilkan oleh serangan korosi tanpa adanya
tegangan. Dasar lubang korosi lebih anodik dibanding logam yang tak berlubang,
sehingga korosi bergerak ke dalam, dipercepat lagi dengan terkelupasnya lapisan
oksida akibat regangan berulang. Retakan akan terjadi, apabila lubang menjadi cukup
tajam untuk menghasilkan konsentrasi tegangan yang tinggi .
Korosi adalah proses kerusakan logam atau material dan sifat-sifatnya oleh
pengaruh lingkungan yang berlangsung secara kimia atau elektrokimia (Trethewey,
1991). Korosi ini mengembalikan logam ke bentuk asalnya dan berlangsung dengan
sendirinya, sehingga proses korosi tidak dapat dicegah, hanya ada usaha untuk
mengendalikannya (mengurangi). Salah satu faktor yang memicu terjadinya korosi
adalah kelembaban relatif. Persentase kelembaban relatif merupakan jumlah dari
campuran udara dan uap air atau 100 kali tekanan sebagian (partial pressure) uap air
(pressure vapor) (Geankoplis, 1997). Persentase kelembaban relatif juga bergantung
pada temperatur, apabila temperatur konstan dan jumlah tekanan uap air naik maka
persentase kelembaban akan naik tetapi apabila temperatur naik dan tekanan uap air
konstan maka persentase kelembaban akan turun.
Gambar 2.4 Grafik kelembaban campuran udara dan uap air pada tekanan total 101, 325 kPa (760 mmHg), (Geankoplis, C.J., 1997)
Pengaruh kelembaban relatif terhadap kekuatan lelah baja telah diuji terhadap
beberapa bahan dengan berbagai tipe pembebanan. Hasil pengujian memberikan
informasi bahwa kelembaban relatif di atas 70% sangat mempengaruhi kekuatan lelah
suatu bahan. Wadsworth N.J. menyatakan (dikutip oleh Majumdar D. 1983) bahwa
campuran oksigen dan uap air sangat merusak terhadap umur lelah suatu logam dan
paduannya. Majumdar D. (1983) menemukan bahwa pada lingkungan oksigen dan
uap air, besi cor yang diuji dengan beban lentur putar mengalami retak disekitar butir
dan retak tersebut mengurangi deformasi plastis disekeliling butir. Haftirman (1995)
juga menemukan bahwa kelembaban relatif 70% sampai 85% menurunkan kekuatan
lelah baja HT 800 dan SS 400. Ko Haeng-Nam (2003) menemukan bahwa pada
kelembaban 85% terjadi transisi tegangan lebih besar dibandingkan dengan pada
kelembaban relatif 5% sampai 55%.
Pada lingkungan berkelembaban terjadi reaksi korosi karena terdapat
perbedaan potensial listrik dan terbentuk aliran listrik dengan adanya anoda, katoda
dan lingkungan elektrolit. Pada bagian logam yang terkorosi dengan lingkungan
bersifat anoda, atom logam pada bagian anoda ini akan kehilangan elektron atau
terjadi reaksi oksidasi. Pada bagian logam yang tidak terkorosi bersifat katoda, dan
pada katoda ini terjadi penangkapan elektron oleh ion hydrogen atau oleh air (proses
reduksi). Sedangkan lingkungan elektrolit merupakan larutan penghantar listrik yang
menghubungkan anoda dengan katoda yang dapat berupa udara yang lembab, air
pada permukaan logam akibat pengembunan atau permukaan yang basah dan fluida
berupa cairan yang mengandung garam-garaman atau larutan asam atau basa yang
kontak dengan logam.
Reaksi korosi pada daerah anoda yaitu reaksi oksidasi dengan persamaan
reaksi sebagai berikut:
−
+
+
→
Fe
e
Fe
22
Reaksi korosi pada daerah katoda yaitu reaksi reduksi dengan persamaan.
2
2
Dengan adanya air akan terjadi reaksi hid rolisa dengan persamaan reaksi + + +
+
→
+
H
FeOH
O
H
Fe
22
2Apabila terdapat oksigen dalam air akan terjadi reaksi
(pada larutan netral dan basa)
− − →
+
+ H O e OH
O2 2 2 4 4 (
3 2
2
2 2 4 ( )
) (
4Fe OH +O + H O → Fe OH
O H O Fe OH
Fe( )3 2 3 3 2
2 → + (Fe2O3 adalah karat)
Mekanisme terbentuknya lubang korosi pada permukaan baja dengan adanya
udara dan uap air ditunjukkan pada Gambar 2.5. Gambar 2.5 menjelaskan bahwa
oksigen akan menempuh lintasan yang cukup jauh untuk mencapai bagian tengah
titik air sehingga bagian ini menjadi anoda. Akibatnya terjadi pelarutan logam di
bagian tengah titik air dan reaksi ion-ion logam dengan ion-ion hidroksil
menyebabkan penumpukan produk korosi di seputar lubang sumuran dan membentuk
cincin karat.
Gambar 2.5. Mekanisme pit korosi pada permukaan baja di bawah butir air (Trethewey K.R., 1991)
Lobang yang terbentuk pada permukaan baja akibat korosi ditunjukkan pada Gambar
2.6. Lobang yang terbentuk tidak merata dan ukurannya juga berbeda antara lubang
yang satu dengan lainnya.
Gambar 2.6. Pitting pada Stainless Steel dengan bentuk deep (From A.I. Asphahani and W.L. Silence, Metals Handbook, Vol.13,
Corrosion, 9th ed., ASM, Metals Park, OH, p. 11, 1987. Reprinted
2.3. Kerangka Konsep
Pelaksanaan penelitian disusun dalam suatu kerangka konsep penelitian sebagai
berikut:
PERMASALAHAN
Kekuatan lelah baja HQ 705 turun lebih besar pada lingkungan kelembaban di atas 70%,
BAHAN Baja HQ 705 dan Baja Thyrodrur 1730
BEBAN Tipe pembebanan
adalah cantilever rotating bending
PENGUJIAN LELAH Alat: Cantilever
Rotating Bending Fatigue Testing Machine
PENGOLAHAN DATA
- Data hasil pengujian diolah dalam bentuk kurva S – N dan S vs %RH
- Analisa korosi dan keretakan permukaan spesimen dengan SEM untuk mendukung dan interpretasi hasil penelitian
LINGKUNGAN Kelembaban Tinggi (70%, 75%, 80%, 85%
dan 90% RH) ALAT UJI Hygrometer
Hasil dan Pembahasan
Diskusi, Hasil, Kesimpulan dan Saran
Gambar 2.7. Kerangka Konsep Pelaksanaan Penelitian
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu
Penelitian bertempat di laboratorium Fatik dan Korosi Departemen Teknik
Mesin Fakultas Teknik USU Medan, dan dilaksanakan sejak Februari 2005 sampai
Agustus 2005, sedangkan pengamatan terhadap patahan spesimen hasil pengujian
fatik menggunakan SEM di Laboratorium PTKI medan pada bulan Juni 2005 serta
pengujian tarik dan kekerasan dilakukan di Laboratorium Pengujian Bahan Teknik
Mesin Universitas Riau ( UNRI) pada bulan Juli 2005.
3.2. Bahan dan Ukuran Spesimen
Bahan yang digunakan dalam pengujian ini adalah baja permesinan
(Machinery Steels ) khususnya untuk poros yaitu baja HQ 705, diproduksi di Swedia
dan dipasarkan oleh Tira Andalan Steel, yang merupakan baja High Tensile Strength,
dan baja Thyrodur 1730 merupakan baja Medium Tensile Strength yang termasuk
golongan Medium Carbon Steel.
Komposisi kimia dan sifat mekanis dari baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730
ditunjukkan pada Tabel 3.1 dan Tabel 3.2. Komposisi kimia diperoleh dari PT. Tira
sertifikat, sedangkan sifat mekanis diperoleh dari hasil pengujian menggunakan alat
uji tarik universal dan kekerasan dengan alat uji Brinell.
Tabel 3.1 Komposisi Kimia baja HQ 705 dan bajaThyrodur 1730
Bahan C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu Al
HQ 705 0.34 0.26 0.55 0.018 0.01 1.43 1.44 0.17 0.27 0.032
Thyrodur 1730 0.45 0.3 0.7 - - - -
-Tabel 3.2 Sifat Mekanis baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730
Bahan Sy(0,2) (MPa) Sut (MPa) ε (%) HB
HQ 705 865.87 1109.12 17.1 352.42
Thyrodur 1730 443.27 786.62 22.9 203.85
Ukuran spesimen uji fatik dibuat berdasarkan standar ASTM E466 seperti
yang ditunjukkan pada Gambar 3.1.
R 3
0
95 175
20
Gambar 3.1. Ukuran Spesimen Uji Fatik (Sesuai ASTM E 466)
Spesimen dibentuk secara mekanis (dibubut) dari diameter 16 mm sampai
diperoleh ukuran seperti pada Gambar 3.1. Pembubutan dilakukan dengan pemakanan
sehalus mungkin untuk menghindari pembebanan yang besar pada saat
pembubutan
dan mengurangi temperatur yang terjadi pada spesimen yang dapat menimbulkan
tegangan sisa pada spesimen.
3.3. Peralatan
Alat uji yang digunakan untuk mengetahui kekuatan lelah dari spesimen
adalah Mesin Uji Fatik Tipe Cantilever Rotating Bending yang ditunjukkan pada
Gambar 3.2. Alat ini dilengkapi dengan pengatur kelembaban lingkungan pengujian,
counter untuk mengetahui siklus lelah spesimen, pengatur beban bending pada
spesimen, poros tempat spesimen berputar dan menerima pembebanan.
Alat yang digunakan untuk mengamati keretakan yang terjadi pada
permukaan spesimen digunakan Scanning Elektron Microscope (SEM), sedangkan
untuk mengetahui ultimate tensile strength dan yield strength menggunakan
Universal Testing Machines dan Hardnes Tester untuk mengetahui kekerasan baja.
Peralatan bantu lain yang digunakan adalah Thermometer untuk mengukur suhu
ruangan dan suhu di dalam chamber, Dial Gauge dengan Magnetic Base untuk
membantu center pemasangan spesimen pada poros alat uji. Vernier Calipers untuk
mengetahui dan memastikan ukuran spesimen uji, Tachometer infra red untuk
1. Chamber 2. Sensor 3. Spesimen 4. Bantalan Beban 5. Microswitch 6. Fan 7. Beban 8. Control Valve 9. Air
10. Elemen Pemanas 11. Hidrometer
12. Unit Pengontrol Kelembaba 13. Swicth
14. Counter
15. Penunjuk kelembaban 16. Kontaktor
17. Motor 18. Poros 19. Pulley dan belt 20. Bantalan Poros 888 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16
17 18 19 20
11
Gambar 3.2. Mesin Uji Fatik Tipe Cantilever Rotating Bending
3.4. Pelaksanaan Penelitian
Penelitian dilaksanakan dengan lingkungan yang dikondisikan sesuai dengan
lingkungan pengujian yang diinginkan. Lingkungan diatur sedemikian rupa sampai
diperoleh temperatur dan kelembaban dalam ruang pengujian konstan selama
pengujian spesimen dengan menggunakan alat kontrol kelembaban. Sedangkan
pengaruh faktor putaran dan getaran dikurangi semaksimal mungkin dengan
pemasangan spesimen uji centerpada poros dengan bantuan alat dial gauge. Pengaruh
faktor permukaan spesimen uji dikurangi dengan mempolish sampai mencapai
permukaan commercially polish menggunakan kertas pasir secara berurutan mulai
dari ukuran 400, 600, 800, 1000 dan 1200, serta dipolish dengan cairan alumina.
Pemberian beban sesuai perhitungan kekuatan lelah dari data sifat mekanik bahan dan
dengan melakukan pengujian awal sampai didapat tingkat pembebanan yang sesuai,
lingkungan pengujian divariasikan dengan kelembaban 70%RH, 75%RH, 80%RH,
85%RH, dan 90%RH, masing-masing pada siklus pembebanan yang berbeda mulai
dari N = 102 sampai batas ketahanan N = 107 pada satu lingkungan pengujian.
Putaran motor direduksi dari 1420 rpm menjadi 887,5 rpm untuk mendapatkan
pengaruh beban dan kelembaban terhadap bahan uji. Jumlah siklus spesimen uji
dihitung menggunakan counter hour sampai spesimen patah dan untuk spesimen yang
tidak patah melewati N = 107 pengujian dihentikan dan dianggap spesimen tidak akan
Pada satu lingkungan pengujian (satu tingkat kelembaban relatif) dilakukan
pengujian terhadap 6 (enam) buah specimen untuk memperoleh minimal 6 (enam)
buah titik pengujian pada kurva S-N sesuai standar pengujian fatik sebagaimana
ditunjukkan pada Gambar 2.1. Kelembaban relatif dikondisikan 5 (lima) tingkat
sehingga jumlah minimal specimen keseluruhan adalah 30 (tiga puluh) buah. Jumlah
ini dapat ditambah untuk mendapatkan keakuratan data pengujian.
3.5. Variabel yang Diamati
Pengamatan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah pengaruh kelembaban
terhadap kekuatan lelah, hubungan antara tegangan dan siklus lelah pada satu kondisi
kelembaban, hubungan tegangan dengan kelembaban pada satu kondisi siklus beban
dan hubungan keretakan dengan kelembaban.
Data diolah menggunakan program excel untuk mendapatkan hubungan:
1. Pengaruh kelembaban tinggi terhadap bahan baja HQ 705 dan baja Thyrodur
1730.
2. Kekuatan lelah dan kelembaban relatif 70%, 75 %, 80%, 85%, dan 90% pada
baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730 yang mengalami pembebanan fatik.
BAB 4
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
Penelitian terhadap kekuatan lelah baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730 telah
dilakukan pada lingkungan kelembaban tinggi yaitu pada kelembaban relatif 70%,
75%, 80%, 85% dan 90% menggunakan mesin uji fatik tipe cantilever . Hasil
pengujian pada lingkungan kelembaban relatif tersebut ditampilkan dalam bentuk
kurva S-N sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2.
Gambar 4.1 menunjukkan kurva S-N dari baja Thyrodur 1730, pada
temperatur ruangan pengujian 30oC. Pada Gambar 4.1 terlihat bahwa garis kurva
kelembaban relatif 90% dengan kekuatan lelah 261,11 MPa lebih rendah dari garis
kurva pada kelembaban relatif 85% dengan kekuatan lelah 334,23 MPa, garis kurva
pada kelembaban relatif 85% lebih rendah dari garis kurva pada kelembaban relatif
80% dengan kekuatan lelah 365,56 MPa, garis kurva pada kelembaban relatif 80%
lebih rendah dari garis kurva pada kelembaban relatif 75% dengan kekuatan lelah
407,34 MPa, dan garis kurva pada kelembaban relatif 75% lebih rendah dari garis
kurva pada kelembaban relatif 70% dengan kekuatan lelah 438,67 MPa. Sedangkan
menunjukkan kekuatan lelah baja tidak begitu dipengaruhi oleh peningkatan
kelembaban relatif dari 95% sampai 100%.
Garis kurva yang semakin rendah ini menunjukkan kekuatan lelah mengalami
penurunan seiring dengan menurunnya garis kurva, atau kekuatan lelah baja Thyrodur
1730 semakin menurun dengan bertambahnya tingkat kelembaban relatif lingkungan
pengujian atau baja Thyrodur 1730 dipengaruhi oleh kelembaban tinggi atau baja
Thyrodur 1730 mengalami kegagalan lebih cepat dengan meningkatnya kelembaban
relatif lingkungan. 0 100 200 300 400 500 600 700 800
1.E+00 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05 1.E+06 1.E+07 1.E+08
Siklus (N )
K e ku atan L e lah , S (M P a)
[image:32.612.119.513.291.604.2]7 0 % R H , 30 'C Te m p. R u an g 7 5 % R H , 30 'C Te m p. R u an g 8 0 % R H , 30 'C Te m p. R u an g 8 5 % R H , 30 'C Te m p. R u an g 9 0 % R H , 30 'C Te m p. R u an g 9 5 % R H , 30 'C Te m p. R u an g 1 0 0% R H , 3 0 'C Tem p . R ua n g Thyrodur 1730
Gambar 4.1. Kurva S-N Baja Thyrodur 1730
Gambar 4.2 merupakan kurva S-N dari baja HQ 705, pada temperatur
lingkungan pengujian 30oC. Pada Gambar 4.2 terlihat bahwa garis kurva kelembaban
relatif 90% dengan kekuatan lelah 417,78 MPa lebih rendah dari garis kurva pada
kelembaban relatif 85%, dengan kekuatan lelah 449,12 MPa, garis kurva pada
kelembaban relatif 85% lebih rendah dari garis kurva pada kelembaban relatif 80%
dengan kekuatan lelah 501,34 MPa, garis kurva pada kelembaban relatif 80% lebih
rendah dari garis kurva pada kelembaban relatif 75% dengan kekuatan lelah 522,23
MPa, dan garis kurva pada kelembaban relatif 75% lebih rendah dari garis kurva 70%
dengan kekuatan lelah 564,01 MPa.
Garis kurva yang semakin rendah ini menunjukkan kekuatan lelah mengalami
penurunan seiring dengan menurunnya garis kurva, atau kekuatan lelah baja HQ 705
semakin menurun dengan bertambahnya tingkat kelembaban relatif lingkungan
pengujian.
0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0
1 . E + 0 0 1 . E + 0 1 1 . E + 0 2 1 . E + 0 3 1 . E + 0 4 1 . E + 0 5 1 . E + 0 6 1 . E + 0 7 1 . E + 0 8
S ik lu s ( N )
K e k u a ta n L e la h
, S
(
M
P
a
)
[image:33.612.119.516.404.681.2]7 0 % R H , 3 0 'C T e m p . R u a n g 7 5 % R H , 3 0 'C T e m p . R u a n g 8 0 % R H , 3 0 'C T e m p . R u a n g 8 5 % R H , 3 0 'C T e m p . R u a n g 9 0 % R H , 3 0 'C T e m p . R u a n g 9 5 % R H , 3 0 'C T e m p . R u a n g 1 0 0 % R H , 3 0 'C T e m p . R u a n g H Q 7 0 5
Garis kurva yang semakin menurun dengan semakin tinggi tingkat
kelembaban relatif lingkungan pengujian menunjukkan bahwa baja HQ 705
dipengaruhi oleh lingkungan kelembaban tinggi, sebagaimana yang terjadi pada baja
Thyrodur 1730 mengalami kegagalan lebih cepat dengan meningkatnya kelembaban
relatif lingkungan, tetapi baja HQ 705 mempunyai endurance limit yang lebih tinggi
dari baja Thyrodur 1730 atau baja HQ 705 mempunyai kekuatan lelah lebih besar dari
baja Thyrodur 1730, yang disebabkan oleh kekuatan tarik baja HQ 705 lebih tinggi
[image:34.612.143.503.291.577.2]dari kekuatan tarik baja Thyrodur 1730.
Gambar 4.3. Hubungan antara Kekuatan Lelah baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730 dengan Kelembaban Relatif pada Siklus 106
Gambar 4.3 menunjukkan hubungan antara kekuatan lelah baja HQ 705 dan
baja Thyrodur 1730 dengan kelembaban relatif lingkungan pada siklus 106. Kekuatan
lelah baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730 menunjukkan penurunan atau dipengaruhi
oleh lingkungan berkelembaban tinggi. Penurunan mulai terjadi pada kelembaban
relatif 70% sampai kelembaban relatif 90%. Garis kurva penurunan kekuatan lelah
baja HQ 705 mempunyai kemiringan lebih rendah dari kemiringan garis kurva baja
Thyrodur 1730, sehingga dari kemiringan garis kurva ini diketahui bahwa penurunan
kekuatan lelah baja HQ 705 lebih rendah dari penurunan kekuatan lelah baja
Thyrodur 1730, yang dapat dihitung dengan selisih harga kekuatan lelah pada
lingkungan kelembaban 90% dengan 70% dan diperoleh bahwa penurunan kekuatan
lelah baja HQ 705 sebesar 25,92 %, dan penurunan kekuatan lelah baja Thyrodur
1730 sebesar 40,47 %.
4.2. Pembahasan
Peninjauan penyebab penurunan kekuatan lelah baja HQ 705 yang lebih
rendah dibandingkan baja Thyrodur 1730 dapat dibahas pada perbedaan yang
terdapat pada baja HQ 705 yaitu baja HQ 705 sudah diberikan perlakuan treatment
awal untuk meningkatkan kekuatan dan meningkatkan ketanggguhan material yang
dijual ke konsumen, dengan kelebihan dari baja Thyrodur 1730 yaitu walaupun sudah
diberikan perlakuan panas masih bisa dimesin dengan baik sebagaimana baja
Tyhrodur 1730 hasil produksi yang belum diberikan perlakuan panas atau material
kekuatan atau ketangguhan. Perbedaan ini memberikan perbedaan tingkat kekuatan
lelah dan batas ketahanan baja , akan tetapi kedua baja tetap mengalami penurunan
kekuatan lelah akibat pengaruh kelembaban tinggi yaitu pada kelembaban relatif 70%
sampai 90%.
Penurunan kekuatan lelah pada kelembaban relatif 70% sampai 90% ini
disebut baja mengalami transisi tegangan sebagaimana pernyataan Ko Hang Nam
(2003) terhadap baja High Carbon Chromium dilingkungan kelembaban relatif 85%.
Transisi tegangan ini merupakan penurunan kekuatan lelah yang memindahkan batas
kekuatan lelah pada tingkat yang lebih rendah . Baja HQ 705 mempunyai kekuatan
lelah 25,92% lebih rendah dan baja Thyrodur 1730 40,47% lebih rendah dari batas
kekuatan lelah yang harus dimiliki baja tersebut.
Penurunan kekuatan lelah baja HQ 705 jika dibandingkan dengan penurunan
kekuatan lelah baja TEW 6582 menunjukkan penurunan yang hampir sama tetapi
berbeda dalam hal kekuatan tarik yaitu kekuatan tarik baja HQ 705 lebih besar dari
kekuatan tarik baja TEW 6582, sehingga dari keadaan ini dapat dinyatakan bahwa
pengaruh lingkungan kelembaban tinggi pada baja HQ 705 dan TEW 6582 adalah
sama, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.4. tetapi terdapat perbedaan yang
cukup besar pada baja Thyrodur 1730 yaitu terjadi penurunan kekuatan lelah lebih
besar pada lingkungan kelembaban tinggi, yang menunjukkan baja Thyrodur 1730
sangat sensitif terhadap kelembaban tinggi dibandingkan baja HQ 705.
0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0 5 5 0 6 0 0
5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1
R e l a ti ve H u m i d i ty %
K e ku at a n Le la h S, (M P a )
T E W 6 5 8 2 E M S 4 5 S 4 5 C S S 4 0 0 H Q 7 0 5
[image:37.612.159.524.140.449.2]T h y r o d u r 1 7 3 0
Gambar 4.4. Hubungan antara Kekuatan Lelah baja HQ 705, baja Thyrodur 1730 TEW 6582, EMS 45, S45C, dan SS 400 dengan Kelembaban Relatif pada Siklus 106
Gambar 4.4 menunjukkan baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730 mengalami
transisi tegangan pada lingkungan kelembaban relatif 70% atau mengalai perubahan
tegangan ke arah penurunan tegangan sampai pada kelembaban relatif 90%, sehingga
daerah transisi berkisar antara kelembaban relatif 70% sampai 90%.
Untuk mengetahui kenapa terjadi perbedaan penurunan kekuatan lelah pada
baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730 yang cukup besar, dapat ditinjau dengan
SEM (Scanning Electron Microscope). Pengamatan dilakukan terhadap spesimen
yang mengalami perpatahan pada siklus di atas N = 106, sedangkan terhadap
spesimen dengan siklus di bawah N = 106 tidak dilakukan pengamatan dengan SEM
karena terjadinya perpatahan pada spesimen lebih besar disebabkan oleh
pembebanan, sedangkan kelembaban belum berpengaruh karena lingkungan
membutuhkan waktu untuk dapat menyebabkan korosi pada material, dan untuk
spesimen dengan siklus di atas N = 107 tidak dilakukan pengamatan karena material
[image:38.612.159.451.313.499.2]yang telah melewati siklus N = 107 dianggap tidak akan mengalami perpatahan lagi.
Gambar 4.5. Permukaan patah dari baja HQ 705 di lingkungan kelembaban relatif 90% pada N = 106, Temperatur 30oC
Pada Gambar 4.5 dapat dilihat bahwa pada kelembaban relatif 90% baja
HQ 705 mengalami keretakan yang cukup panjang dibandingkan kelembaban yang
lebih rendah yaitu pada kelembaban relatif 85% yang dapat dilihat pada Gambar 4.6.
dimana retakan terjadi menjalar tegak lurus pembebanan tarik dan sedikit bergeser
arahnya akibat pembebanan puntir. Retakan tampak dimulai dari titik ketidakmulusan
bahan atau cacat titik yang dibentuk oleh korosi pada permukaan baja . Cacat titik
yang berbentuk lobang ini disebut korosi pit yang ditimbulkan oleh lingkungan
kelembaban tinggi . Dalil (2005) menemukan ukuran korosi pit yang terbentuk akan
semakin besar dengan meningkatnya kelembaban relatif lingkungan.
Arah retakan sejajar bidang slip akibat pembebanan rotating dan tegak lurus
arah pembebanan bending. Dari arah retakan ini diasumsikan bahwa terjadinya
keretakan tidak disebabkan pembebanan berlebih tetapi oleh siklus pembebenan
berulang yang menyebabkan slip pada permukaan dan dengan adanya O2 dan H2O
dipermukaan baja pada kelembaban relatif yang tinggi terjadi korosi pada bidang slip
yang terbuka. Lobang yang dibentuk oleh korosi ini menjadi inisial terbentuknya
keretakan. Keretakan yang terbentuk akan bergerak lebih cepat menuju kedalam (dari
permukaan menuju ketitik pusat specimen uji, Fuch, 1980). Penjalaran retak ini
sangat cepat menyebabkan kegagalan, sehingga pada pembebanan fatik kegagalan
terjadi secara tiba-tiba atau tanpa ada tanda-tanda awal yang dapat dilihat secara
Gambar 4.6. Permukaan patah dari baja HQ 705 di lingkungan
kelembaban relatif 85% pada N = 106, Temperatur 30oC
Keretakan yang terjadi pada Gambar 4.6, juga terjadi sebgaimana keretakan
pada Gambar 4.5, tetapi denga lingkungan kelembaban yang lebih rendah sehingga
jumlah uap air dan udara dipermukaan lebih sedikit yang memicu terjadinya
keretakan dipermukaan baja. Keretakan tampak lebih halus dan pendek
dibandingkan keretakan yang terlihat pada permukaan baja dilingkungan
[image:40.612.131.523.278.541.2]kelembaban relatif 90%.
Gambar 4.7. Permukaan patah dari baja HQ 705 di lingkungan
kelembaban relatif 80% pada N = 106, Temperatur 30oC
Keretakan yang ditunjukkan pada Gambar 4.7 adalah keretakan yang terjadi
pada baja HQ 705 dilingkungan kelembaban relatif 80%. Keretakan terlihat lebih
kecil dengan jumlah yang juga relatif lebih sedikit dibanding keretakan yang terjadi
pada kelembaban relatif 85%. Keretakan yang muncul sedikit tetapi bidang slip untuk
inisial keretakan tampak cukup banyak . Bidang slip ini sangat potensial untuk tempat
terjadinya keretakan dilingkungan kelembaban lebih tinggi dari 80% seperti pada
[image:41.612.159.449.217.407.2] [image:41.612.226.470.521.696.2]Gambar 4.5 , dimana keretakan tampak lebih jelas.
Gambar 4.8. Permukaan patah dari baja HQ 705 di lingkungan
kelembaban relatif 75% pada N = 106, Temperatur 30oC
Gambar 4.8 menunjukkan permukaan apath dari baja HQ 705 dilingkungan
kelembaban relatif 75%. Keretakan tampak lebih halus dibandingkan keretakan yang
ditunjukkan pada lingkungan kelembaban relatif lebih tinggi, tetapi bidang slip untuk
Gambar 4.9. Permukaan patah dari baja HQ 705 di lingkungan
kelembaban relatif 70% pada N = 106, Temperatur 30oC
Gambar 4.9 menunjukkan permukaan patah dari baja HQ 705 dilingkungan
kelembaban relatif 70%. Keretakan lebih halus dan lebih sedikit dibandingkan
keretakan yang ditunjukkan pada lingkungan kelembaban relatif lebih tinggi, bidang
slip sebagai inisial keretakan juga sedikit dan titik-titik ketidakmulusan permukaan
juga tampak sedikit . Sehingga pada kelembaban relatif 70%, pengaruh kelembaban
relatif belum besar pengaruhnya terhadap terjadinya keretakan , tetapi keretakan yang
halus pada permukaan menunjukkan terdapat sedikit pengaruh kelembaban. Merujuk
pada Gambar 4.8, keretakan yang halus pada permukaan baja dilingkungan
[image:42.612.159.451.384.557.2]kelembaban relatif 70% merupakan awal dari terjadinya transisi tegangan.
Gambar 4.10. Permukaan patah dari baja Thyrodur 1730 di lingkungan kelembaban relatif 90% pada N = 106, Temperatur 30oC
Gambar 4.10 menunjukkan permukaan patah dari baja Thyrodur 1730
dilingkungan kelembaban relatif 90%. Pada gambar tersebut terlihat keretakan yang
cukup banyak dan tampak dengan jelas. Keretakan pada baja Thyrodur 1730 ini juga
tampak lebih jelas dibandingkan keretakan yang muncul pada permukaan baja HQ
705 dilingkungan kelembaban relatif 90%. Dengan perbandingan keretakan yang
tampak pada kedua baja akan memberikan informasi bahwa baja Thyrodur 1730 lebih
mudah mengalami keretakan pada lingkungan relatif 90%, dan sesuai dengan Gambar
4.3, transisi tegangan yang terjadi pada baja Thyrodur 1730 jauh lebih besar dari
transisi tegangan baja HQ 705 , hal ini dibenarkan oleh ukuran dan jumlah keretakan
yang terjadi pada permukaan kedua baja tersebut. Dengan kondisi permukaan baja
Thyrodur 1730 dan baja HQ 705 dapat dinyatakan bahwa baja Thyrodur 1730 lebih
[image:43.612.162.449.316.484.2]sensitif terhadap kelembaban relatif yang tinggi dibandingkan baja HQ 705.
Gambar 4.11. Permukaan patah dari baja Thyrodur 1730 di lingkungan kelembaban relatif 85% pada N = 106, Temperatur 30oC
Gambar 4.11 menunjukkan permukaan baja Thyrodur 1730 dilingkungan
kelembaban relatif 85%. Keretakan tampak lebih sedikit dibandingkan keretakan
pada permukaan baja dilingkungan kelembaban relatif 90%, walaupun dalam ukuran
panjang keretakan yang hampir sama. Sehingga kelembaban relatif sangat
sangat jelas pada baja Thyrodur 1730 dibandingkan baja HQ 705, dengan melihat
perbedaan antara satu tingkat kelembaban relatif lingkungan pengujian. Sensitifnya
baja Thyrodur 1730 terhadap kelembaban tinggi sudah terbukti dan perlu mendapat
[image:44.612.159.454.239.381.2]perhatian dalam pemakaian terhadap pengaruh lingkungan kerkelembaban.
[image:44.612.231.436.543.701.2]Gambar 4.12. Permukaan patah dari baja Thyrodur 1730 di lingkungan kelembaban relatif 80% pada N = 106, Temperatur 30oC
Gambar 4.12 menunjukkan permukaan baja Thyrodur 1730 dilingkungan
kelembaban relatif 80%. Keretakan terlihat panjangdan lebih halus dibandingkan
keretakan pada lingkungan kelembaban relatif 80% dan 90%. Bidang slip tampak
dengan jelas sebagai tempat munculnya keretakan.
Gambar 4.13. Permukaan patah dari baja Thyrodur 1730 di lingkungan kelembaban relatif 75% pada N = 106, Temperatur 30oC
Gambar 4.13 menunjukkan permukaan baja Thyrodur 1730 dilingkungan
kelembaban relatif 75% . Pada lingkungan relatif 75% ini terdapat perbedaan
permukaan dengan lingkungan 80%, 85% dan 90%, yaitu keretakan yang muncul dan
bidang slip permukaan yang sedikit. Titik-titik atau cacat permukaan terlihat dengan
keretakan yang memanjang tetapi bidang slip dan keretakan halus sedikit terlihat, dan
begitu juga pada Gambar 4.14 yang menunjukkan permukaan baja Thyrodur 1730
dilingkungan kelembaban relatif 70%. Sehingga dari kondisi ini dapat diinformasikan
bahwa kelembaban relatif diatas 75% jauh lebih mempengaruhi baja Thyrodur 1730
[image:45.612.158.450.390.584.2]dibandingkan dilingkungan kelembaban relatif lebih rendah.
Gambar 4.14. Permukaan patah dari baja Thyrodur 1730 di lingkungan kelembaban relatif 70% pada N = 106, Temperatur 30oC
Permukaan baja Thyrodur 1730 dilingkungan kelembaban relatif 70% seperti
jumlah yang sedikit. Bidang slip sebagai inisial keretakan pada permukaan tidak
begitu terlihat, sehingga kelembaban relatif 70% ini tidak begitu mempengaruhi baja
Thyrodur 1730, tetapi transisi tegangan dimulai dari kelembaban relatif 70% ini
sesuai pada Gambar 4.3 .
Hasil pengamatan dengan SEM dari Gambar 4.5 sampai Gambar 4.14 telah
diuraikan dan telah menunjukkan bahwa terdapat keretakan pada permukaan
specimen. Baja HQ 705 pada Gambar 4.5 sampai Gambar 4.9 terlihat keretakan yang
terjadi berbentuk memanjang tegak lurus pembebanan, dan baja Thyrodur pada
Gambar 4.10 sampai Gambar 4.14 juga menunjukkan keretakan terjadi memanjang
tetapi berbeda dalam ukuran dengan baja HQ 705. Keretakan baja Thyrodur 1730
lebih panjang dan lebih lebar ukuran serta jumlah retaknya dibandingkan baja HQ
705 terutama dilingkungan kelembaban relatif 90%. Dalam pengamatan dapat
dinyatakan bahwa rendahnya kekuatan lelah baja Thyrodur 1730 tampak dari
keretakan yang terjadi, dan dapat disimpulkan bahwa baja HQ 705 tahan terhadap
keretakan dan mempunyai kekuatan lelah lebih tinggi.
Tingginya kekuatan lelah baja HQ 705 jika ditinjau dari komposisi kimia
karena baja HQ 705 mengandung unsur Ni sebanyak 1.43% dan Cr 1.44% sedangkan
untuk baja Thyrodur tidak terdapat unsur-unsur tersebut. Sebagaimana disebutkan
Shgley (1989) penambahan Cr akan memberikan baja bersifat liat dan meningkatkan
kekerasan, Ni dapat meningkatkan kekuatan tanpa mengurangi sifat keliatan, dan
dengan penambahan Ni-Cr secara bersamaan akan meningkatkan keliatan dan
ketahanan terhadap aus. Dari komposisi kimia yang dimiliki oleh baja HQ 705 dapat
memberikan gambaran bahwa baja HQ 705 akan lebih tahan terhadap keretakan,
karena untuk terjadinya retakan - retakan awal tersebut akan lebih sulit dibandingkan
baja Thyrodur 1730, karena baja HQ 705 memiliki sifat tahan kehausan atau
permukaan baja HQ 705 jauh lebih baik dari permukaan baja Thyrodur 1730.
Pembentukan bidang slip pada baja HQ 705 lebih sulit dibandingkan
pembentukan bidang slip pada baja Thyrodur 1730 karena sifat ketahanan
aus permukaan ada pada baja HQ 705, walaupun pembebanan tetap menyebabkan
terjadinya slip tetapi lapisan film permukaan baja HQ 705 lebih sulit terbuka untuk
diserang oleh korosi dan penjalaran retaknya akan lebih lambat jika dibandingkan
dengan baja Thyrodur 1730.
Pada Gambar 4.5 sampai Gambar 4.14, dari hasil pengamatan SEM dapat
dilihat bahwa terjadinya penurunan kekuatan lelah baja HQ 705 lebih rendah dari
penurunan kekuatan lelah baja Thyrodur 1730 digambarkan karena keretakan yang
terjadi pada baja Thyrodur 1730 lebih besar, lebih panjang mulai dari kelembaban
70% sampai 90% yang cendrung meningkat terus seiring kenaikan tingkat
kelembaban relatif. Tetapi pada baja HQ 705 ukuran keretakan yang terjadi
lebih kecil atau lebih halus dan lebih pendek, sehingga penurunan kekuatan lelah
yang lebih rendah disebabkan keretakan pada baja HQ 705 lebih sulit terbentuk
dibanding pada baja Thyrodur 1730.
Tabel 4.1 Jumlah dan Panjang Retak baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730 pada N = 106
Panjang Retak (μm) Lingkungan (RH)
0-49 50-99 100-149 150-199 200-249 250-299
HQ 705 Pada N = 106
70 % 75 % 80 % 85 % 90 % 1 -2 2 3 2 0 1 1 1 0 0 1 0 1 Thyrodur 1730 Pada N = 106
70 % 75 % 80 % 85 % 90 % 0 1 2 2 1 1 0 0 1 3 1 0 0 2 1 0 0 1 0 1
Ukuran keretakan yang terjadi pada baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730
ditunjukan pada Tabel 4.1 dan pada Gambar 4.15. Pada tabel 4.1 terlihat bahwa
jumlah keretakan yang paling banyak terjadi adalah pada kelembaban relatif 90%
untuk kedua jenis baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730, sedangkan keretakan yang
paling panjang adalah pada baja Thyrodur 1730 yang mencapai panjang keretakan
maksimum 290 μm.
Gambar 4.15 menunjukkan keretakan yang terjadi pada baja Thyrodur lebih
besar dan lebih panjang dibandingkan keretakan yang terjadi pada baja HQ 705,
sehingga dari Tabel 4.1. dan Gambar 4.15 dapat dinyatakan bahwa penurunan
kekuatan lelah baja Thyrodur 1730 lebih besar dari baja HQ 705 karena keretakan
yang terjadi lebih besar dan lebih panjang pada lingkungan kelembaban tinggi.
y = 0.0857x2 - 4.7143x - 48.714
y = 0.0714x2 + 0.0714x - 296.43
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
50 55 60 65 70 75 80 85 90 95
Relative Humidity %
P an jan g R etak M a ksi m u m m HQ705 Thyrodur 1730
Pada : N = 106 Siklus
[image:49.612.141.472.234.514.2]: Temperatur 30oC
Gambar 4.15. Hubungan antara Panjang Retak Maksimum Baja HQ705 dan Baja Thyrodur 1730 dengan Kelembaban Relatif pada N = 106 siklus, Temperatur 30oC
Persentase penurunan kekuatan lelah baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730 jika
ditinjau terhadap kekuatan tarik dapat dilihat bahwa baja HQ 705 yang tergolong baja High
Tensile Strength mempunyai kecendrungan penurunan kekuatan lelah dengan semakin
besarnya kekuatan tarik. tetapi terdapat yang sangat besar terhadap baja Thyrodur 1730
dibandingkan baja HQ 705 dan mendekati pada material HT 800 dan SS 400 yang
mengalami pembebanan aksial.
Tensile Strength (Sut) MPa
Perba
nding
a
n
Penuruna
n Kekuata
n
Lel
ah
pada Li
ng
kun
gan Kelem
ba
ban Ting
gi
Gambar 4.16. Hubungan antara Perbandingan Penurunan Kekuatan Lelah dengan Tegangan Tarik baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730, serta TEW 6582 dan EMS 45 pada Pembebanan Rotating Bending dengan Baja HT 800 dan SS 400 pada Pembebanan Aksial di Lingkungan Kelembaban Tinggi.
Sehingga dari kedua material baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730 dapat
diambil suatu kesimpulan bahwa baja Thyrodur tidak baik digunakan sebagai poros
yang bekerja pada lingkungan kelembaban tinggi karena sangat sensitif terhadap
kelembaban tinggi atau jauh lebh cepat mengalami kegagalan karena pengaruh
lingkungan kelembaban tinggi.
Gambar 4.17. Hubungan antara Kekuatan Tarik baja HQ 705, TEW 6582, EMS 45, S45C, SS 400 dan baja Thyrodur 1730 dengan Endurance Limit (Batas Ketahanan Fatik)
Pada Gambar 4.17 terlihat bahwa pada kelembaban relatif 70% baja
mempunyai kecendrungan endurance limit semakin tinggi dengan semakin tingginya
kekuatan tarik sedangkan pada kelembaban relatif 90% (kelembaban tinggi)
endurance limit dari baja cendrung untuk tidak mengalami kenaikan atau cendrung
menuju kestabilan dengan semakin naiknya kekuatan tarik. Sehingga dari kondisi ini
dapat dinyatakan bahwa baja yang dipakai pada kelembaban tinggi, peningkatan
kekuatan tarik tidak begitu bermanfaat untuk meningkatkan endurance limit dari baja,
tetapi pada kelembaban relatif 70% dengan peningkatan kekuatan tarik akan
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian diketahui bahwa:
1. Baja HQ 705 pada lingkungan kelembaban tinggi mengalami penurunan
kekuatan lelah sebesar 25,92% dan kekuatan lelah baja Thyrodur 1730
mengalami penurunan sebesar 40,47%. Baja Thyrodur 1730 lebih sensitif
terhadap kelembaban tinggi dari pada baja HQ 705 dan mengalami transisi
tegangan mulai dari lingkungan relatif 70% sampai 90%.
2. Besarnya penurunan kekuatan lelah baja Thyrodur 1730 seiring dengan
besarnya ukuran keretakan yang terjadi pada permukaan patah baja Thyrodur
1730. sedangkan pada baja HQ 705 keretakan yang terjadi lebih halus dan
pendek, sehingga penurunan kekuatan lelah lebih rendah dari baja Thyrodur
1730.
3. Faktor kelembaban relatif tersebut menjadi faktor penting dalam menentukan
ketahanan baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730 yang digunakan pada
lingkungan kelembaban tinggi.
5.2. Saran
Besarnya penurunan kekuatan lelah baja Thyrodur 1730 dibandingkan baja
HQ 705 dan penurunannya mendekati kekuatan lelah baja SS 400 yang mengalami
pembebanan aksial maka baja Thyrodur 1730 disarankan untuk tidak digunakan pada
poros yang beroperasi pada lingkungan kelembaban tinggi, karena terlalu besarnya
penurunan pada pembebanan rotating bending atau sangat sensitif terhadap
DAFTAR PUSTAKA
Annual Books of ASTM Standards, “Iron and Steel Products,” Section One, Volume 01.04, USA, 2001
Annual Books of ASTM Standards, “Metals Test Methods and Analytical
Procedures,” Section Three, Volume 03.01, USA, 1996
Asami, K., “Acceleration Effect with Moisture in Air on Fatigue Crack Propagation
of High Strength Steels,” J. Soc. Mat. Sci. Japan, Vol. 43, No. 489, pp.
659-665, 1994
Asami, K., “The Influence of Moisture in Air on Fatigue Crack Propagation
Characteristics of High Strength Steels,” J. Soc. Mat. Sci. Japan, pp. 425-658,
1989
Austen, I. M., and Walker, E. F., “Quantitative Understanding of the Effects of Mechanical and Environmental Variables on Corrosion Fatigue Crack Growth Behaviour”, Paper Presented at Institution of Mechanical Engineers Conference, The Influence of Environment on Fatigue, England, 1977
Austen, I. M., and Walker, E.F., “The Influence of Environmental Aggresion on the
Corrosion Fatigue Behavior of Steels”, Proceeding of International
Conference on Mechanisms of Environment Sensitive Cracking of Materials, University of Surrey, Guildford, England, pp. 334 – 347, 1977
Barsom, J.M., “Corrosion-Fatigue Crack Propagation below KISCC”, Engineering
Fracture Mechanics, Vol. 3, pp. 15-25, 1971
Beach, J.E., Marchica, N.V., and Ichter, L.L., “A Fatigue Comparison of High Strength Steel, Stainless Steel, and Titanium in a Simulated Ocean Environment”, Proceedings of 10th Annual Offshore Technology Conference, Houston, Texas, Vol. 3, pp. 1737-1745, 1978
Budynas, G., Richard, “Advanced Strength and Applied Stress Analysis,” Second Edition, Mc.Graw-Hill, 1999
Colangelo, V.J. and Heiser, F.A., “Analysis of Metallurgical Failures,” Second Edition, John Wiley & Sons, New York, 1987
Collins, J.A., “Failure of Materials in Mechanical Design, Analysis Prediction
Prevention,” Second Edition, New York, 1987
Davis, D. A., and Czyryca, E.J., “The Effects of Environment and Cathodic Protection on the Low-Cycle Fatigue Crack Growth Characteristics of a 5Ni-Cr-Mo-V Steel”, Paper presented at ASME Pressure Vessels and Piping Technology Conference, San Francisco, 1980
Dieter, G.E., “Mechanical Metallurgy,” Third Edition, McGraw-Hill Book Company, New York, 1986
Ebara, E.,” Current Status and Future Problems on Corrosion Fatigue Research of
Structural Materials,” pp. 1-11, 1993
Emura, H., Asami, K., “Fatigue Strength Characteristics of High Strength Steel,” Transaction of the Japan Society of Mechanical Engineers, Japan, pp 45-50, 1989
Endo, K., Komai, K., and Nakagaki, K., “Plastic Strain Fatigue of High Tensile Steel
in Corrosive Media”, Bull. JSME, pp. 791-797, 1968
Forrest, P.G., “Fatigue of Metals,” Pergamon Press, Addison-Wesley Publishing Company, USA, 1962
Fuchs, H.O., Stephens, R.I., “Metal Fatigue in Engineering,” John Wiley & Sons, New York, 1980
Geankoplis, C.J., “Transport Processes and Unit Operations,” Third Edition, Prentice Hall of India, Private Limited, New Delhi, 1997
Haftirman, “Efek Pembebanan dan Ukuran terhadap Kekuatan Lelah Baja Karbon
S45C di Lingkungan Kelembaban Tinggi, Jurnal Teknik, 2003
Haftirman, “Fatigue Strength of Steel in High Humidity Environment,” Transaction of the Japan Society of Mechanical Engineers, Japan, pp 1174-1184, 1995
Haftirman, “Kekuatan Lelah Paduan Aluminium di Lingkungan Berkelembaban
Tinggi,” Proceedings ETM, Bandung, 2000
Hatanaka, K., Fujimitsu, T., Watanabe H., “Growth Behaviors of Small Surface
Cracks in Low Carbon Steel Fatigued under Rotating Bending,” Transaction
Hertzberg, R.W., “Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials,” Fourth Edition, John Wiley & Sons Inc, New York, 1996
Hoeppner, D.W., “Model for Prediction of Fatigue Lives Based Upon a Pitting
Corrosion Fatigue Process”, ASTM-STP 675, 841-870, 1979
Inoue K., and Sadayuki N., “Influence of Alloying Elements on Mechanical Properties and Fatigue Strength in Notched Specimens of Bainitic
Microalloyed Steels”, Denki-Seiko, Vol. 69, pp.27, Daido Steel Co., Ltd,
Japan, 1998.
Iwamoto, K., “On the S-N Curve of Carbon Steel under Rotary Bending Conditions in
City Water,” Transaction of the Japan Society of Mechanical Engineers,
Japan, pp. 500-503, 1989
Jaske, C.E., Payer J.H., Balint V.S., “Corrosion Fatigue of Metals in Marine
Environments,” MCIC, New York, 1981
Jones, D.A., “Principles and Prevention of Corrosion,” Second Edition, Prentice Hall, Inc., 1996
Ko Haeng-Nam, “Fatigue Behavior of High Carbon Chromium Steel in Controlled
Humidity.” Original Paper, Vol. 51, No. 8 pp. 912,
www.jsms.jp/kaishi/51/paper51-8-10.htm-3k
Lee, H. H., and Uhlig, H. H., “Corrosion Fatigue of Type 4140 High Strength Steel,”
Metallurgical Transactions, Volume 3, pp. 1249-1257, 1972
Majumdar, D., and Chung, Y., “Surface Deformation and Crack Initiation during
Fatigue of Vacuum Melted Iron: Environmental Effects,” Metallurgical
Transactions A, Volume 14A, pp. 1421-1425, 1983
Mehdizadeh, P., McGlasson, R.L., and Landers, J.E., “Corrosion Fatigue
Performance of a Carbon Steel in Brine Containing Air, H2S, and CO2”,
Corrosion, pp. 325-335, 1966
Nakajima, M., “Step Wise S-N Curve Assisted by Humidity in High Strength Steel.” Original Paper, Vol. 50 No. 9 pp. 954, www.jsms.jp/kaishi/50/paper50-9-4.htm-3k
Lampiran 1.
Data Hasil Pengujian Fatik baja HQ 705 dengan Pembebanan Rotating Bending pada Lingkungan Kelembaban Tinggi
Temperatur (oC) Kelembaban (%) Waktu (jam) No.
Spec Chamber Ruang Chamber Ruang Mulai Selesai
Temperatur (oC) Kelembaban (%) Waktu (jam) No.
Spec Chamber Ruang Chamber Ruang Mulai Selesai
Beban (N)
Beban Nominal
(MPa)
Siklus (N) 36 30 29 95 75 8636.7 8804.9 189 395.89 8.956.650 37 30 29 95 75 8812.8 8875.3 190 396.89 3.328.125 38 30 29 95 75 8615.3 8625.7 199 416.95 553.800 39 30 29 95 75 8804.9 8808.2 210 438.67 175.725 40 30 29 95 75 8808.9 8809.8 240 501.34 85.200 41 30 29 95 75 8811.9 8812.8 260 543.12 47.925 42 30 29 100 75 2499.5 2690.3 188 392.71 10.160.100 43 30 29 100 75 2402.19 2493.33 192 401.07 4.853.205 44 30 29 100 75 2400.93 2411.92 190 396.89 585.217.5 45 30 29 100 75 2493.33 2496.2 210 438.45 152.827.5 46 30 29 100 75 2496.2 2498.4 230 480.45 117.150 47 30 29 100 75 2498.4 2498.9 270 564.01 26.625
Lampiran 2.
Data Hasil Pengujian Fatik baja Thyrodur 1730 dengan Pembebanan Rotating Bending pada Lingkungan Kelembaban Tinggi
Temperatur (oC) Kelembaban
(% RH) Waktu (jam) No.
Spec
Chamb. Ruang Chamb. Ruang Mulai Selesai Beban (N) Beban Nominal (MPa) Siklus (N)
33 30 29 90 70 1731.77 1735.9 160 334.23 220.455 34 30 29 90 70 1730.52 1731.8 180 376.00 66.562.5 35 30 29 90 70 1729.94 1730.3 210 438.67 19.702.5
Temperatur (oC) Kelembaban
(% RH) Waktu (jam) No.
Spec
Chamb. Ruang Chamb. Ruang Mulai Selesai
Beban (N)
Beban Nominal
(MPa)
Siklus (N)
36 30 29 95 75 2411.92 2674.3 124 259.02 13.971.735 37 30 29 95 75 2400.93 2411.92 125 261.11 585.217 38 30 29 95 75 2398.03 2400.93 140 416.95 154.425 39 30 29 95 75 2676.1 2678.3 160 438.67 117.150 40 30 29 95 75 2674.9 2676.1 170 501.34 63.900 41 30 29 95 75 2674.3 2674.9 190 543.12 31.950 42 30 29 100 75 2413.42 2523.67 188 259.02 5.870.813 43 30 30 100 75 2423.67 2483.73 192 261.11 3.198.195 44 30 29 100 75 2483.73 2490.34 190 271.56 351.982 45 30 30 100 75 2490.34 2491.81 210 334.23 78.277 46 30 29 100 75 2491.81 2492.35 230 396.89 28.755 47 30 29 100 75 2492.35 2492.75 270 417.78 21.300
Lampiran 3.
Endurance Limit Baja S45C, SS 400, TEW 6582, EMS 45, baja HQ 705 dan baja Thyrodur 1730 pada Lingkungan Kelembaban Tinggi.
Endurance Limit Kelembaban
Relatif
(%) S45C S400 TEW 6582 EMS 45 HQ 705
Thyrodur 1730
65 380 350 - - - -
70 380 350 511.7824 386.4480 564.01 438.67
75 - - 480.4488 365.5589 522.23 407.34
80 380 325 421.9594 336.3142 501.34 365.56
85 - - 386.4480 315.4251 449.12 334.23
90 350 320 386.4480 315.4251 417.78 261.11
95 350 320 - - 395.89 259.02
100 - - - - 392.72 259.02
Kekuatan Tarik
Lampiran 4.
Persentase Penurunan Kekuatan Lelah baja HQ 705, baja Thyrodur 1730, TEW 6582, EMS 45, HT 800, dan SS 400 di Lingkungan Kelembaban Tinggi
Bahan Kekuatan Tarik, Sut (MPa) Persentase Penurunan Kekuatan Lelah di Lingkungan Kelembaban Tinggi (%)
HQ 705 1109,12 25,92
Thyrodur 1730 786,62 40,47
TEW 6582 1001 26
EMS 45 724 16,1
HT 800 853 64
SS 400 434 41
Lampiran 5.
Gambar Salah Satu Peralatan yang Beroperasi pada Kelembaban Tinggi dan Mengalami Patah. (a) dan (b) Creeper yang sedang beroperasi pada lingkungan Kelembaban Tinggi, (c). Poros Creeper (d) Poros Creeper yang patah
(a) (b)
Lampiran 6.
Gambar Spesimen Uji Fatik. (a) Baja berbentuk bar diameter 16 mm yang belum dibentuk menjad
