i TUGAS AKHIR
PENGARUH INOKULASI MANGAN PADA
BESI COR KELABU TERHADAP KEKUATAN TARIK
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Dan Syarat-Syarat Guna memperoleh Gelar Sarjana S1 Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
ADHI NUGROHO
NIM : D200110025
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
vi
MOTTO
“Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu. Dan sesungguhnya yang demikian itu sungguh berat, kecuali bagi orang-orang yang khusyu.”
(Q.S Al Baqarah:45)
“Sebaik-baikmanusiaadalah yang paling bermanfaat bagi manusialainnya”
(Al Hadits)
“Sebaik-baikpekerjaansetelahimanadalah belaskasih sesama manusia”
(HR. Thabrani)
“Orang hebat adalah orang yang sanggup lalui kesukaran, tantangan, serta ribuan cacian dan air mata”
vii
Pengaruh Inokulasi Mangan Pada Besi Cor Kelabu Terhadap Kekuatan Tarik
Adhi Nugroho, Agus Yulianto,Patna Partono Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A Yani Tromol Pos 1 Pabelan Kartosuro email : Adhinugroho1993@gmail.com
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh inokulasi mangan pada besi cor kelabu terhadap kekuatan tarik. Penelitian ini menggunakan cetakan pasir dengan pola kayu silinder.Metodologi penelitian ini di lakukan dengan melting besi cor dalam tungku induksi kemudian di tuang pada cetakan pasir untuk membuat spesimen besi cor kelabu. Pengujian untuk mengetahui temperatur melting dan komposisi kimia C dan Silikon dalam bentuk cairan besi cor kelabu menggunakan alat uji CE Meter lalu pada spesimen besi cor kelabu di lakukan uji komposisi kimia dan uji tarik kemudian uji kekerasan dan foto mikro.Hasil penelitian berupa grafik yang di peroleh dari CE Meter menunjukkan temperatur 1315,2°C saat proses tapping awal di tuang dalam cetakan. Pada penurunan temperatur dari 1315,2°C sampai dengan 1155,2°C bentuk logam adalah cair, dengan nilai CEL = 4,17% ; C = 3,60% ; dan Si = 2,24%. Setelah temperatur 1155,2°C logam mulai membeku sampai logam membeku semua pada temperatur 1113,2°C, pada kondisi itu logam berwarna merah. Pada hasil komposisi kimia terdapat 20 unsur tetapi hanya 6 unsur yang dapat berpengaruh pada besi cor yaitu Fe,C,Si,Mn,Cr, dan Ni. Pada gambar struktur mikro terlihat ada grafit, perlite, dan cementite, yang mempengaruhi harga kekerasan. Hasil uji Tarik menunjukan dengan penambahan Mn mendapat hasil yang paling tinggi yaitu 209,81 N/mm² dan hasil kekerasanya didapat 41,14 HRB. Berdasarkan data tersebut dapat di simpulkan bahwa penambahan mangan dapat meningkatkan nilai kekerasan dan juga kekuatan Tarik. Kata kunci : Inokulasi, besi cor kelabu, ce meter, uji tarik, kekerasan.
viii
The Inoculation Influence Of Manganese On Gray Cast Iron To Strength Power
Adhi Nugroho, Agus Yulianto, Patna Partono
Engineering Mechanical Muhammadiyah University Of Surakarta Jl.A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Surakarta
Email : Adhinugroho1993@gmail.com Abstracts
This study aims to determine the effect of inoculation of manganese in gray cast iron to strength power. This study uses sand molds with cylindrical wood pattern. Methodology this study is done with cast iron melting in induction fireplace and then is poured in sand molds for making gray cast iron specimen. This research to determine the melting temperature and chemical composition C and silicon in the form of liquid gray cast iron using test equipment CE Meter then the gray cast iron specimen research the chemical composition and power strength research and then the hardness test and micro photo. The result of the research is a
chart obtained from CE METER shows the temperature 1315.2 0C during
tapping beginning poured into the mold. A decrease in temperature of up
to 1155.2 0C, 1315.2 0 C form is a liquid metal with CEL value = 4.17%; C
= 3.60%; Si = 2.24%. After the temperature 1155.20 C metal begins to freeze. The metal freeze all at temperatures 1113.20 C, on the condition of the red metal. On the results of the chemical composition contained 20 kinds, but only 6 elements which can influence on cast iron are Fe, CSi, Mn, Cr and Ni. In the picture shows the graphite microstructure, perlite and cementite, which affected the price of hardness. Power test results showed the addition of Mn got the highest of 209,81 N / mm2 and the results obtained 41.14 HRB hardness. Based on these data it can be concluded that the addition of manganese can increase the hardness and power strength.
ix
KATA PENGANTAR Assalamu‟alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Pengaruh inokulasi mangan pada besi cor kelabu terhadap kekuatan tarik“, dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D,. sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST., Msc., Ph.D, selaku Ketua
Jurusan Teknik Mesin.
3. Bapak Agus Yulianto, ST, MT. Selaku pembimbing utama yang telah
memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
4. Bapak Patna Partono, ST, MT. Selaku pembimbing pendamping
yang telah banyak memberikan pengarahan, bimbingan dan saran dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
5. Bapak Joko Sedyono, ST, M.Eng, Ph.D. Selaku penguji sidang
pendadaran yang memberikan banyak arahan sertra saran pada Tugas Akhir ini.
6. Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
yang telah memberi ilmu pengetahuan kepada penulis selama mengikuti kegiatan kuliah.
7. Bapak dan Ibu tercinta serta kakak yang setiap waktu selalu
mendo’akan, memberi semangat dan dorongan, serta terimakasih atas semua nasehat, bimbingan dan pengorbananmu selama ini
x
sehingga penulis semangat menyelesaikan Tugas Akhir ini, Semuado’a dan kasih sayang yang tulus darimu akan selalu mengiringi langkahku.
8. Sahabat seperjuanganku Yasir Arafat, dan Irawan Hengky S
terimakasih atas bantuanya dan atas segala suka dan duka selama penyelesaian Tugas Akir ini, semoga persaudaraan tetap terjaga sampai kapanpun.
9. Yundha Usmiatun Wijayanti terimakasih telah menjadi penyemangat
untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini
10. PT. Bonjor Jaya Klaten. Terimakasih telah menyediakan Tempat untuk pembuatan spesimen ini dan telah memberikan ilmu yang sangat bermanfat bagi saya dan teman-teman.
11. Ibu Lutiyatmi, ST, MT selaku kepala Laboratorium Polman Ceper. Terimakasih telah banyak membantu dalam proses penengerjaan spesimen dalam Tugas Akhir ini. Semoga ilmu ini bermanfaat kedepannya.
12. Team rekan - rekan mahasiswa Teknik Mesin angkatan 2011 dan teman-teman Pollo Kendo yang telah ikut memberi saran dan motivasi.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca sangat diharapkan. Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan orang lain.
Wassalamu‟alaikum Wr. Wb.
Surakarta, 20 Oktober 2016
xi
DAFTAR ISI
Halaman Judul ... i
Pernyataan Keaslian Skripsi ... ii
Halaman Persetujuan ... iii
Halaman Pengesahan ... iv
Lembar Soal Tugas Akhir ... v
Lembar Motto ... vi
Abstrak ... vii
Kata Pengantar ... ix
Daftar Isi ... xi
Daftar Gambar ... xiv
Daftar Tabel ... xvi
Daftar Simbol ... xvii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 .Latar Belakang Penelitian ... 1
1.2 .Permasalahan ... 3
1.3 .TujuanPenelitian ... 4
1.4 .Ruang Lingkup Penelitian ... 4
1.5 Manfaat Penelitian ... 5
1.6 Metode Penelitian ... 6
xii BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 TinjauanPustaka ... 9
2.2 Landasan Teori ... 13
2.2.1. Macam-macam Besi Cor ... 13
2.2.2. Pengertian Inokulasi ... 15
2.2.3. Pengaruh Kandungan Besi Cor ... 1 6 2.2.4. Pengertian Struktur Mikro ... 19
2.2.5. Diagram Kesetimbangan Besi - Karbon ... 20
2.2.6. Struktur Besi Cor ... 22
2.2.7. Jenis Cetakan Dalam Pengecoran Logam ... 26
2.2.8. Standar Material ... 29
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Diagram Alir Penelitian ... 33
3.2. Alat Dan Bahan ... 34
3.3. Proses Pengecoran Paduan Besi Cor Kelabu ... 36
3.4. Pengujian Spesimen ... 39
3.4.1 Pengujian CE METER ... 39
3.4.2 Pengujian Komposisi Kimia ... 40
3.4.3 Pengamatan Struktur Mikro ... 42
3.4.4 Pengujian Tarik ... 41
xiii BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Uji CE Meter ... 47
4.1.1 Pembahasan Hasil CE Meter ... 48
4.2. Hasil Komposisi Kimia ... 49
4.2.1 Pembahasan Komposisi Kimia ... 49
4.3. Hasil Foto Mikro ... 50
4.3.1 Pembahasan Foto Mikro ... 51
4.4. Hasil Pengujian Tarik ... 52
4.4.1 Pembahasan Pengujian Tarik ... 52
4.5 Hasil Pengujian Kekerasan ... 53
4.5.1 Pembahasan Pengujian Kekerasan ... 53
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 55 DAFTAR PUSTAKA
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Keseimbangan Besi - Karbon ... 20
Gambar 3.1 Skema Diagram Alir Penelitian ... 33
Gambar 3.2 Cetakan Pasir Dengan Pola Kayu ... 34
Gambar 3.3 Tungku Induksi PT BONJOR JAYA ... 34
Gambar 3.4 CE METER ... 34
Gambar 3.5 Alat Pengujian Tarik ... 35
Gambar 3.6 Alat Pengujian Komposisi Kimia ... 35
Gambar 3.7 Alat Pengujian kekerasan Rockwell ... 36
Gambar 3.8 Penuangan Logam Cair Ke Dalam Cup CE METER... 37
Gambar 3.9 Penuangan Logam Cair Ke Dalam Cetakan ... 37
Gambar 3.10 Spesimen Setelah Diambil Dari Cetakan ... 38
Gambar 3.11 Pembubutan spesimen ... 38
Gambar 3.12 Hasil Setelah Dibubut ... 39
Gambar 3.13 CE METER ... 40
Gambar 3.14 Pemasangan Spesimen Ke Detektor ... 41
Gambar 3.15 Spectrometer ... 42
Gambar 3.16 Olympus Metallurgical Microscope ... 43
Gambar 3.17 Prinsip Kerja Uji Tarik ... 44
Gambar 3.18 Alat Uji Tarik ... 45
Gambar 3.19 Prinsip Kerja Hardness Rockwell ... 46
Gambar 3.20 Alat Uji Kekerasan Rockwell ... 46
xv
Gambar 4.2 Foto Mikro Pembesaran 100x ... 50
Gambar 4.3 Foto Mikro Pembesaran 200x ... 51
Gambar 4.4 Foto Mikro Pembesaran 500x ... 51
Gambar 4.5 Histogram Uji Tarik ... 52
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Pengujian Komposisi kimia ... 49 Tabel 4.2 Pengujian Tarik ... 52 Tabel 4.3 Pengujian Kekerasan ... 53
xvii
