TUGAS AKHIR Sifat Fisis dan Mekanis Baja Karbon Rendah dengan Perlakuan Carburizing Arang Tempurung Kelapa.

TUGAS AKHIR

SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAJA KARBON RENDAH

DENGAN PERLAKUAN CARBURIZING ARANG

TEMPURUNG KELAPA

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

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh :

DIKA ARDI PUTRA NIM : D.200.120.091

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

vi

MOTTO

“Hai orang – orang yang beriman, jadikanlah sabar dan sholatmu sebagai

penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang – orang yang sabar”

(Al-Baqarah : 153)

ل

“Orang yang menuntut ilmu bearti menuntut rahmat ; orang yang

menuntut ilmu berarti menjalankan rukun Islam dan Pahala yang

diberikan kepadanya sama dengan para Nabi”.

( HR. Dailani dari Anas r.a )

Aku meminta kekuatan dan Allah memberikanku kesulitan

untuk membuatku semakin kuat

( Salahuddin Al Ayyubi )

Jangan pernah pikirkan apa yang kelak terjadi di masa depan.

Tapi kerjakan apa yang ada di hadapan sekarang

untuk memuluskan langkah di masa depan.

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 mempersembahkanTugas Akhir ini kepada:

 Bapak, Ibu, Kakak, dan seluruh Keluarga 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. H.

Supriyono, MT., Ph.D yang selalu saling membantu dan berjuang

bersama.

 Dosen Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta yang

telah membimbing saya didalam perkuliahan.

 Bapak Ir. H. Supriyono, MT., Ph.D. sebagai Pembimbing

akademik sekaligus sebagai pembimbing utama Tugas Akhir.

Saya berterimakasih atas pengarahan dan bimbingannya yang

telah banyak saya terima selama berada di Universitas

viii

SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAJA KARBON RENDAH

DENGAN PERLAKUAN CARBURIZING ARANG TEMPURUNG KELAPA Dika Ardi Putra, Dr. Supriyono

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Pabelan Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura.

Email :dikaardi16@gmail.com

ABSTRAK

Pack carburizing merupakan metode karburisasi yang paling

sederhana, yaitu menggunakan serbuk arang sebagai penambahan unsur Karbon. Tujuan penelitian carburizing ini adalah untuk mengetahui perubahan sifat dari baja,baik sifat fisis maupun mekanis.

Material yang digunakan adalah baja karbon rendah (mild

steel)< 0,3 % C. Proses kaburisasi diawali dengan mencampur arang

tempurung kelapa 80% dan NaCO3 20%, kemudian dimasukan kedalam gerabah dengan posisi specimen di tengah. Dilanjutkan pemanasan didalam furnace pada temperature 980 o_{C dengan waktu}

tahan 2 jam kemudian didiamkan di dalam furnace sampai dingin, kemudian di uji kekerasanya dengan metode mikro vikers menggunakan alat Micro Hardnes Teste dan pengamatan struktur mikro menggunakan alat Inverted Metallurgical Microscope

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 tempurung kelapa sebesar 309.614 VHN. Jadi raw material setelah di carburizing mengalami peningkatan kekerasan yang cukup tinggi sebesar 68,43%

ix

ABSTRACT

Pack carburizing is the simple carburizing method, which it uses

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

carburizing research is to know the change of steel properties either

physical or mechanical.

The material that used is low carbon steel (mild steel) < 0.3%C.

The carburizing process begins with mixing from coconut steel charcoal

of 80% and NaCO3 of 20%, and then entered into the property with a

specimen in the middle position. The continued, heating in the furnace

with 980 C temperatures around two hours and then allowed to stand in

the furnace until cold, the next in the test with Vickers method that uses

micro hardness tested and observation of micro structure that uses

inverted metallurgical microscope.

The result of the hardness testing on the raw material has

Vickers hardness with 183.817 VHN. Meanwhile, the hardness of the

average objects after carburizing process with coconut shell charcoal is

309.614 NHN. So, the raw material after carburizing has been increased

with quitehighuntil 68, 43%.

x

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur kehadirat 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 terimakasih 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. H. Supriyono, MT., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing

Tugas Akhir dan Pembimbing Akademik yang telah membimbing,

mengarahkan, memberi petunjuk dalam penyusunan Tugas Akhir

ini.

4. Bapak Sunhaji selaku Pembimbing Laboratorium Universitas

Gajah Mada Yogyakarta yang telah senantiasa membimbing

dalam mengumpulkan data dan memberi masukan dalam proses

xi

5. Dosen jurusan Teknik Mesin beserta Staff Tata Usaha Fakultas

Teknik

6. Ibu tercinta dan teristimewa yang senantiasa selalu mencintai,

menyayangi, memberikan dukungan, menenangkan hati dan

mendo’akan penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

7. Bapak tercinta yang telah memberikan kasih sayang, mendidik

dan memberikan pendidikan akan hidup kepada penulis.

8. Kakak tercinta yang selalu menyemangati dan memberi masukan

kepada penulis.

9. Teman Teknik Mesin 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 laporanini bermanfaat untuk

pembaca.

Tugas Akhir ini semoga dapat bermanfaat khususnya bagi

penulis dan pihak lain yang membutuhkan, Amin ya Robbal allamin.

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

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

2.2.7. Arang Tempurung Kelapa ... 18

2.3. Hipotesa ... 19

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

3.2 Alat Penelitian... 21

3.3 Bahan Penelitian ... 26

xiv DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Diagram fasa Fe-Fe3C ... 11

2.2 Pengaruh temperature karburasi pada case depth ... 14

2.3 Proses terjadinya difusi ... 15

4.2 Struktur micro setelah di karburizing ... 30

xv DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 Komposisi dan berat jenis serbuk arang Tempurung kelapa. 19

4.1 Komposisi kimia baja karbon ... 29

4.2 Harga kekerasan spesimen raw material ... 32