i
TUGAS AKHIR
KARAKTERISASI BAJACHASIS MOBIL SMK (SANG SURYA) SEBELUM DAN SESUDAH PROSESQUENCHING
Diajukan Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh :
HERI SETYAWAN NIM D 200 070 032
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
ii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya mengatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan
judul:“KARAKTERISASI BAJA CHASIS MOBIL SMK ( SANG SURYA ) SEBELUM DAN SESUDAH PROSES QUENCHING.”yang dibuat untuk memenuhi sebagai syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta,
sejauh yang saya ketahui bukan merupahkan tiruan atau duplikasi dari
skripsi yang sudah dipublikasikan dan pernah dipakai untuk mendapatkan
gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta
atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya
cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta, 15 April 2015
Yang menyatakan,
vi M O T T O
… Barang siapa bertaqwa kepada Allah SWT, maka akan selalu ada jalan
keluar dalam mengatasi kesulitan hidup …
(QS. At-Thalaq : 2) .
…Sesungguhnya Allah tidak mengubah keadaan suatu kaum, sehingga
mereka mengubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri …
(QS. Ar-Ra’d (13) :
11) .
…Orang yang paling dicintai Allah SWT ialah yang paling bermanfaat untuk
orang lain. Dan amalan yang paling dicintai -Nya adalah tindakan
menyenangkan hati setiap orang muslim, menghilangkan kesulitannya,
melunasi hutangnya, atau menghilangkan rasa laparnya.
vii
PERSEMBAHAN
Tugas Akhir ini kupersembahkan kepada :
Ibu dan Ayah tercinta yang senantiasa memberikan doa restu,
kasih sayang, dan pengorbanan baik moril dan materiil.
Dan adikku tercinta yang dengan kerelaan hati selalu
memberikan bantuan dan dorongan moril
viii
A B S T R A K S I
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui prosentase
komposisi kimia, fasa penyusun struktur mikro, kekerasan dan harga
impact spesimen raw material maupun hasil perlakuan panas dengan
variasi pendinginan dari komponen plat baja CHASISSMK ( sang surya ),.
Material uji yang digunakan adalah plat baja karbon rendah ST 32 dengan
pengujian yang dilakukan meliputi uji komposisi kimia, impact, struktur
mikro dan kekerasan dengan variasi, quenching air, quenching oli. Dari
hasil uji komposisi kimia termasuk baja karbon sedang (C = 0,0538 %).
Hasil struktur mikro hasil yang diperoleh dalam pengujian stuktur mikro
terjadi perubahan kususnya pada struktur Kristal yang lebih halus pada
benda yang sudah mengalami perlakuan panas. Pada foto struktur mikro
pada plat baja karbon rendah ST 32 sebelum di lakukan panas khususnya
logam induknya terdiri dari butiran ferrit dan perlit, hal ini juga terjadi pada
yang sudah mengalami perlakuan panas hanya pada benda yang sudah
mengalami perlakuan struktur Kristal yang lebih halus. Hasil uji kekerasan
didapatkan harga kekerasan rata-rata tertinggi pada spesimen quenching
oli SAE 20W – 50 sebesar 174 VHN. Hasil pengujian impact harga
ketangguhan rata-rata tertinggi (paling liat) adalah specimen quenchingair
sebesar 0,878 J/mm2.
Kata kunci : “Plat bajaCHASISSMK ( sang surya ), raw material, uji
komposisikimia”, “ujistruktur mikro“,quench(air,dan oil) “uji tarik”,uji
ix
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Dengan mengucap puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala
rahmat, hidayah dan inayah-NYA, sehingga penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini disusun guna memenuhi syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Surakarta. Pada penyusunan Tugas akhir ini, penulis
mengambil judul “KARATERISASI BAJA CHASIS MOBIL SMK (SANG
SURYA)sebelum dan sesudah prosesQUENCHING”. Dalam penyusunan
Tugas Akhir ini, penulis mendapat saran, bantuan, dan bimbingan dari
berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan yang baik ini penulis
ingin meng ucapkan rasa terima kasih yang sebesar - besarnya, kepada
yang terhormat :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph. D. selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo Besar, ST, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Pramuko IP.,Ir., MT., selaku Dosen Pembimbing Utama
yang dengan ikhlas meluangkan banyak waktu guna memberikan
saran serta arahan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini dengan
x
4. Bapak Ir. Agus Dwi Anggoro,ST.,M.Eng.,Ph., selaku Dosen
Pembimbing Pendamping, dengan segala kesabarannya telah
bersedia memberikan ilmu, pengalaman dan bimbingan yang
sangat berguna.
5. Bapak Patna Partono,ST,. MT, selaku Dosen Penguji pada
pendadaran Tugas Akhir.
6. Bapak Suhaji, ST, MT., selaku laboran Laboratorium Material UGM
yang telah banyak membantu dalam melaksanakan pengujian
7. Teman - teman yang telah turut membantu dalam memberikan
semangat untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Semoga Allah
SWT membalas jasa kebaikan dan ketulusan anda semua dengan
balasan yang lebih baik.
Dalam Tugas Akhir ini penulis menyadari bahwa masih terdapat
banyak kekurangan dan kelemahannya dalam penulisan, yang
disebabkan oleh terbatasnya waktu, literatur dan pengetahuan.
Dan akhirnya penyusun hanya dapat berharap, semoga Tugas Akhir
ini dapat bermanfaat bagi penyusun pribadi khususnya dan para pembaca
pada umumnya.
Surakarta, 15 April 2015
xi DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
HALAMAN MOTTO ... v
HALAMAN PERSEMBAHAN ... vi
ABSTRAKSI ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR TABEL...xix
DAFTAR LAMPIRAN...xx
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang Masalah... 1
xii
1.3. Pembatasan Masalah ... 3
1.4. Tujuan Penelitian ... 3
1.5. Manfaat Penelitian ... 4
1.6. Sistematika Penulisan ... 5
BAB II LANDASAN TEORI ... 7
2.1. Tinjauan Pustaka ... 7
2.2. Dasar Teori... 9
2.2.1. Baja karbon (carbon steel) ... 9
2.2.2. Baja paduan (alloy steel) ... 10
2.3. Diagram Fasa Fe-C ... 13
2.4. Pengaruh Unsur Paduan pada Baja ... 16
2.5. Sifat Mekanik Baja ... 18
2.5.1. Kekuatan (strength) ... 18
2.5.2. Elastisitas (elasticity) ... 19
2.5.3. Plastisitas (plasticity) ... 19
2.5.4. Kekuatan Tarik ... 20
xiii
2.5.6. Impact ... 25
2.6. Sifat Fisik Baja ... 27
2.6.1. Struktur Mikro ... 27
2.6.2. Komposisi Kimia ... 29
2.7. Perlakuan Panas (Heat Treatment)... 30
2.7.1. ProsesHeat Treatment Pada Baja ... 30
A.Annealing... 31
B.Normalizing ... 32
C.Quenching(Pencelupan) ... 33
2.7.2.Tempering... 34
2.7.3. TemperaturAustenitisasi... 35
2.7.4. Metode Pemanasan dan Pendinginan ... 36
2.7.5. Waktu Penahanan (Holding Time) ... 37
2.8. Diagram Transformasi untuk Pendinginan ... 38
xiv
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 46
3.1. Diagram Alir Penelitian ... 46
3.2. Persiapan Penelitian ... 47
3.2.1. Bahan ... 47
3.2.2. Alat Penelitian ... 48
3.3. Cara Penelitian ... 50
3.3.1. Pemotongan Material ... 50
3.3.2. Penghalusan dan Pemolesan Permukaan .. 52
3.3.3. Pengetsaan ... 53
3.4. Pengujian Komposisi Kimia ... 53
3.5. PelaksanaanHeat Treatment... 54
3.6. Pengujian Tarik ... 55
3.7. Pengujian Kekerasan ... 56
3.8. pengujian impact ... 58
3.9. Pengujian Struktur Mikro ... 60
BAB IV DATA DAN ANALISA HASIL PENELITIAN... 62
xv
a. Data Hasil Pengujian Komposisi Kimia ... 62
4.2. Pengujian Tarik ... 63
a. Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik ... 63
b. Pembahasan Pengujian Kekuatan Tarik ... 64
4.3. Pengujian Kekerasan ... 65
a. Data Hasil Pengujian Kekerasan ... 65
b. Pembahasan Pengujian Kekerasan ... 66
4.4. pengujian Impact ... 66
a. Data hasil pengujian ... 66
b. Pembahasan pengujian impact ... 67
4.5. Pengujian Struktur Mikro ... 68
a. Data Hasil Pengujian Struktur Mikro ... 68
b. Pembahasan Pengujian Struktur Mikro ... 69
BAB V KESIMPULAN... 70
5.1. kesimpulan ... 70
5.2. saran ... 71
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Diagram kesetimbangan Fe-C ... 14
Gambar 2.2. ReganganPlastisdan ReganganElastisakibat beban Sebesar σA………...…...… 20
Gambar 2.3. Diagram Alir Tegangan – Regangan ... 21
Gambar 2.4. Garis Modulus ... 22
Gambar 2.5. Spesimenuji tarikStandar ASTM E8... 24
Gambar 2.6. Bekas InjakanPenetratorUji KekerasanVickers... 25
Gambar 2.7. Spesimenkekerasan ... 25
Gambar 2.8. nilai Impact dipengaruhi temperature ... 26
Gambar 2.9. pengujian impact... 27
Gambar 2.10.Proses terjadinya fotoMikro... 28
Gambar 2.11. DiagramAnnealing... 32
Gambar 2.12. DiagramNormalizing... 32
Gambar 2.13. DiagramQuenching... 33
xvii
Gambar 2.15. DiagramCCT (Continuous Cooling Transformation)untuk
bajahypoeutectoid... 39
Gambar 2.16. DiagramCCT (Continuous Cooling Transformation)untuk baja eutectoid ... 39
Gambar 2.17. DiagramCCT (Continuous Cooling Transformation)untuk baja hypereutectoid... 40
Gambar 2.18. DiagramIsothermal (IT) atau TTT (Time Temperature Transformation)... 41
Gambar 2.19. Skema perubahan struktur mikro selama pemanasan pada baja ST32 ... 45
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian ... 46
Gambar 3.2. Material baja ST32 ... 47
Gambar 3.3. Alat uji komposisi kimia ... 48
Gambar 3.4. Alat uji kekerasan ... 48
Gambar 3.5. Alat uji Impact ... 49
Gambar 3.6. Alat uji struktur mikro ... 49
Gambar 3.7. Alat uji tarik ... 50
xviii
Gambar 3.9. Ukuranspesimenuji tarik ...…52
Gambar 3.11.Grafik prosesheat treatment quenchingdantempering.. 54
Gambar 3.12. SpesimenVickers... 58
Gambar 3.13. SpecimenImpact ... 60
Gambar 4.4. Grafik uji tarik spesimen RAW ... 63
Gambar 4.5. Grafik uji tarik spesimen AIR ... 63
Gambar 4.6. Grafik uji tarik spesimen OLI ... 64
Gambar 4.7. Grafik uji kekerasan rata – rata ( VHN ) ... 65
Gambar 4.8. Grafik hasil data uji impact ... 67
Gambar 4.9. Struktur mikro dari Raw material ... 68
Gambar 4.10. Struktur mikro dari specimen 1 heat treatment ... 68
xix
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Jumlah spesimen dalam penelitian ... 47
Tabel 4.1. Data Hasil Pengujian Komposisi Kimia ... 62
Tabel 4.3. Data hasil uji kekuatan tarik ... 63
Tabel 4.6. Data hasil Uji Kekerasan Vickers pada specimen (heat
treatment 950oC : 30 menit ... 65
Tabel 4.7.Data hasil Uji Kekerasan Impact pada specimen (heat
xx
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Data Komposisi Kimia Baja PlatST 32.
Lampiran 2 Data Uji Tarik.
Lampiran 3 Data Uji KekerasanVickers.
Lampiran 4 Foto Spesimen Uji Tarik danImpact
