TUGAS AKHIR SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAJA KARBON RENDAH DENGAN Sifat Fisis Dan Mekanis Baja Karbon Rendah Dengan Perlakuan Carburizing Arang Bambu.

(1)

TUGAS AKHIR

SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAJA KARBON RENDAH DENGAN

PERLAKUAN CARBURIZING_{ARANG BAMBU}

Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh :

MUHAMMAD RIZQI KARIM NIM : D.200.120.035

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

vi

MOTTO

“ sesungguhnya allah tidak akan mengubah nasib suatu kaum kecuali kaum itu sendiri yang mengubah apa apa yang ada pada diri mereka”

(Ar-ra’d : 11)

“Hai orang – orang yang beriman, jadikanlah sabar dan sholatmu sebagai penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang – orang yang sabar”

(Al-Baqarah : 153)

Kesuksesan hanya dapat diraih dengan segala upaya dan disertai do’a, kita hanya bisa berusaha semaksimal mungkin semua tergantung pada

(7)

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.

(8)

viii

SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAJA KARBON RENDAH DENAN

PERLAKUAN CARBURIZING ARANG BAMBU

ABSTRAK

Pack carburizing merupakan metode karburisasi yang paling sederhana, yaitu menggunakan serbuk arang sebagai penambahan unsur Karbon. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui perubahan sifat-sifat dari baja, baik sifat fisis maupun sifat mekanis setelah mengalami proses pack carburizing dengan bahan karbon arang bambu.

Pemilihan bahan dilakukan dengan cara menguji baja lunak (mild steel) < 0,3 % C, sebagai raw material dengan alat Optical Emission Spectrometer. Specimen bersama campuran arang bambu dan NaCO3

dimasukkan dalam gerabah, kemudian dipanaskan dalam dapur pemanas (furnace) pada temperatur 980ºC dengan waktu penahan selama 2 jam. Specimen hasil pack carburizing diuji kekerasannya dengan metode micro Vickers menggunakan alat Micro Hardness Tester, sebanyak 9 titik. Untuk pengamatan struktur mikro digunakan alat Inverted Metallurgical Microscope.

(9)

ix

2 jam dengan menggunakan media arang bambu lebih banyak kristal perlit dibandingkan ferrit. Hal ini menunjukan bahwa benda kerja baja mengalami peningkatan nilai kekerasan setelah mengalami proses carburizing. Hasil pengujian kekerasan pada raw materials memiliki nilai kekerasan Vickers rata-rata sebesar 183.817 VHN. Sedangkan kekerasan rata-rata benda setelah mengalami proses carburizing dengan media arang bambu sebesar 219.085 VHN. Jadi benda kerja setelah di carburizing mengalami peningkatan kekerasan sebesar 19,18%

(10)

x ABSTRACT

Pack carburizing carburizing is the simplest method, which uses

charcoal powder as the addition of the element carbon. The purpose of

this study was to determine changes in the properties of steel, good

physical properties and mechanical properties after a pack carburizing

process with carbon materials bamboo charcoal.

Material selection is done by testing the soft steel (mild steel)

<0.3% C, as a raw material by means of Optical Emission Spectrometer.

Specimen together with a mixture of bamboo charcoal and NaCO3

manganese (Mn) is less than 8.0%, so that the raw material is included in

the low alloy steel. The observation of micro structure more raw material

than crystal crystal ferrite pearlite. While microstructure pack carburizing 2

hours using bamboo charcoal media more than ferrite pearlite crystals.

This shows that the steel workpiece to increase the hardness after a

(11)

xi

Vickers hardness value of an average of 183.817 VHN. While the average

hardness of objects after a carburizing process with bamboo charcoal

media amounted to 219.085 VHN. So workpieces after carburizing

increased violence by 19.18%

(12)

xii

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.

(13)

xiii

5. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT. selaku Pembimbing Akademik. 6. Dosen jurusan Teknik Mesin beserta Staff Tata Usaha Fakultas

Teknik

7. Bapak Anshor dan Ibu Y u l i tercinta selaku orang tua saya yang senantiasa selalu mencintai, menyayangi, memberikan dukungan, menenangkan hati dan mendo’akan penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

8. Adi,dewi dan icha saudara-saudari tercinta yang telah memberi semangat penulis selama ini.

9. Rekan satu team Eko widodo,dika ardi dan Priyo yang telah berjuang bersama dalam menyelesaikan tugas akhir.

10. 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.

(14)

(15)

xv 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 ... 5

(16)

xvi

2.2.1. Pengertian baja karbon ... 7

2.2.2. Carburizing ... 11

2.2.3. Difusi pada baja ... 13

2.2.4. Pengerasan permukaan baja ... 15

2.2.5. Pendinginan udara(annealing) ... 16

2.2.6. Uji kekerasan pada baja ... 18

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 20

3.2 Metodologi Penelitian ... 20

3.3 Alat dan Bahan ... 21

(17)

xvii DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Diagram fasa Fe-Fe3C ... 11

2.2 Pengaruh temperatur karburasi pada case depth ... 13

2.3 Proses terjadinya difusi ... 14

3.11 inverted metalurgi microscope(struktur mikro) ... 26

3.12 Raw material. ... 27

3.13 Arang bambu ... 27

3.14 Naco3 ... 27

4.1 Struktur mikro raw material ... 33

4.2 Struktur mikro setelah di karburizing(2 jam) ... 34

(18)

xviii DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

(19)

xix LAMPIRAN

1. Kartu Revisi Ujian Tugas Akhir