Studi Modifikasi Pengapian Ganda pada Sepeda Motor Terhadap Emisi Gas Buang (Study of Double Ignition Modification on Motorcycle to Exhaust Gas Emission)

(1)

(2)

DAFTAR ISI

Electronic Control Unit untuk Motor Bakar Diesel 2 Silinder dengan Konsep

Homogeneous Charge Compression Ignition

Aam Muharam, M.T., Arifin Nur, S.T., Kristian Ismail, M.T.

E-1

Desain & Pembuatan Coran Footstep Holder Sepeda Motor Honda Grand Astrea

dengan Bahan Ac12

Achmad Sambas, S.T., M.T.

E-9

Peningkatan Kualitas Sepatu Rem Sepeda Motor Produk IKM melalui Proses

‘Grain Refining’

Ahmad Supriyadi, A. P. Bayuseno, Sri Nugroho

E-14

Analisis Pengaruh Variasi Tebal Plat Bimetal Terhadap Besar Defleksi Yang Terjadi

Amat Umron, S.T.; Muhammad Usamah, S.T.

E-20

Analisis Variabilitas Tekanan Ruang Bakar Motor Diesel IDI dengan Menggunakan

Analisis Data Statistik

Arifin Nur, S.T.; Aam Muharam, M.T.

E-26

Pembuatan Dan Pengujian Blade Mesin Shot Blasting Hasil Perancangan Ulang

Darma Firmansyah Undayat, M.T.

E-32

Shape Memory Effect Dua Arah Paduan Berbasis Ni-Ti

Efendi Mabruri, Bambang Sriyono, Bintang Adjiantoro, D.N.Adnyana

E-41

Penyebaran Serat Karbon Dalam Mortar Semen Putih

Eko Sulistiyono, Yulinda Lestari, Wildan Panji Tresna, Marga Asta Jaya

E-45

Studi Modifikasi Pengapian Ganda pada Sepeda Motor Terhadap Emisi Gas Buang

(Study of Double Ignition Modification on Motorcycle to Exhaust Gas Emission)

Greg. Sukartono, Harjono

E-49

Studi Kelayakan Renovasi Unit Penghancur Batu (Stone Crusher) di Unit Pelaksana

Teknis Balai Pengolahan Mineral Lampung, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia

(UPT.BPML-LIPI)

Kusno Isnugroho, David C Birawidha, Achmad Shofi

E-53

Peningkatan Ketahanan Aus Baja Mangaan SCMnH11 pada Produk Coal Crusher

Lilik Dwi Setyana, S.T.,M.T.; Ir. Tarmono, M.T.

E-60

Pengembangan Model Multiobjektif untuk Penjadwalan Job Shop Dinamis

Linda Wahyuni Santoso, S.T.; Nur Aini Masruroh S.T., M.Sc., Ph.D.; Dr. Eng. Herianto,

(3)

Peran dan Aplikasi Program Simulasi Pengecoran Logam dalam Industri

Pembuatan Baja Cor: Studi Kasus pada Pembuatan Track Link Excavator

Mochamad Achyarsyah, S.T., SST., M.T.; Mohammad Nurdin, ST., MBA

E-70

Karakteristik Perambatan Retak Velg dari Bahan A356 dengan Variasi Putaran

Centrifugal Casting

Muhammad Syukron, Jamasri, Priyo Tri Iswanto

E-74

Sintesa Ca

3

Co

4

O

9

Sebagai Bahan Termoelektrik dengan Menggunakan Metode

Sintering

Ir. Rahardjo Binudi, Lusiana, M.T.; Sigit Dwi Yudanto, S.T.; Rahadian Roberto, A.Md.;

Heri Nugraha, A.Md

E-79

Studi Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Komposit Epoxy-Alumina

Rusnoto, M.Wazis Wildan, Kusmono

E-84

Peningkatan Kekuatan Serat Batang Salak dengan Perlakuan Benzoylation

Seno Darmanto, S.T., M.T.

E-89

Pemanfaatan Panas Buang di Muffler Kendaraan Roda Dua untuk Pembangkitan

Listrik Menggunakan Thermoelektrik Generator

Sugiyanto, S.T.; Prof. Dr-ing., Ir. Harwin Saptoadi, MSE

E-92

Pengaruh Twist Ratio Terhadap Karakteristik Perpindahan Panas dan Faktor

Gesekan pada Penukar Kalor Pipa Konsentrik dengan Twisted Tape Insert

Tri Istanto, S.T., M.T.; Wibawa Endra Juwana, S.T., M.T.; Indri Yaningsih, S.T.

E-97

Pengelasan Dissimilar Antara Baja Karbon Rendah St 37 dengan Stainless Steel

Austenitik Sus 304 dengan Metoda Friction Welding (Fw) (The Dissimilar Welding

Between Low Carbon Steel St 37 and Austenitic Stainless Steel Sus 304 with Friction

Welding (Fw Method).

Widia Setiawan, S.T., M.T.; Nugroho Santoso, S.T.

E-105

Pengaruh Penambahan Kadar Serat Karbon Terhadap Electrical Resistivity pada

Aplikasi Beton Cerdik

Wildan Panji Tresna, Marga Asta Jaya Mulya, Yulinda Lestari

E-110

Uji Prestasi dan Emisi Terhadap Mesin Diesel Injeksi Langsung Tanpa Modifikasi

dengan Penambahan Hidrogen

Yanuandri Putrasari, S.T., M.Eng.; Arifin Nur, S.T.; Widodo Budi Santoso, Ir., M.T.;

Mochamad Ichwan, Dr.-Ing.

E-115

Pengaruh Serat Karbon Terhadap Kuat Tekan Mortar Bermatriks Semen-Fly Ash

untuk Aplikasi Beton Cerdik di Jalan Raya

Yulinda Lestari, Wildan Panji, Eko Sulistiyono, Marga Asta Jaya Mulya

E-121

Proses Desain dan Manufaktur Artificial Hip Joint

(4)

Pengembangan Sistem Pemberian Lapisan dengan Teknik Penyemprotan Ledakan

Termal di Puslit Fisika - LIPI

(5)

SUSUNAN PERSONALIA PANITIA SEMINAR NASIONAL TEKNOIN 2011

Penanggung Jawab : Ir. Gumbolo Hadi Susanto, M.Sc. Dekan

Pengarah : Wahyudi Budi Pramono, ST., M.Eng Wakil Dekan

Dr. Sri Kusumadewi, S.Si., M.T. Direktur Pascasarjana MTI Dra. Kamariah Anwar, MS. Ketua Jurusan Teknik Kimia Drs. M. Ibnu Mastur, MSIE Ketua Jurusan Teknik Industri Yudi Prayudi, S.Si, M.Kom Ketua Jurusan Teknik Informatika Tito Yuwono, ST., M.Sc Ketua Jurusan Teknik Elektro Agung Nugroho Adi, ST., MT. Ketua Jurusan Teknik Mesin

Ketua Pelaksana : Prof. Dr. Ir. Hari Purnomo, MT. Bendahara : 1. Nashrullah Setiawan, ST., M.Sc.

2. Yustiasih Purwaningrum, ST., MT.

Reviewer : 1. Ir. Erlangga Fausa, M.Cis 2.Dr. Ir. Farham HM Saleh, MSIE. 3.Agus Mansur, ST., M.Eng., Sc. 4.Izzati Muhimmah, ST., M.Sc. Ph.D. 5.Ir. Hj. Budi Astuti, MT.

6.Muhammad Ridlwan, ST., MT.

Makalah & Prosiding:

Koordinator Winda Nur Cahyo, ST., MT. 1. Dyah Retno Sawitri, ST.

2. Yuli Agusti Rochman, ST., M.Eng. 3. Dhomas Hatta Fudholi, ST., M.Eng. 4. Firdaus, ST.

5. Purtojo, ST., M.Sc. 6. Haryadi, S.Pd.Si

7. Yoga Dwi Kurniawan, ST. Sekretariat:

Koordinator Sri Indrawati, S.T., M.Eng. 1. Muhammad Susilo Atmodjo 2. Pangesti Rahman, SE.

Sie Sertifikat:

Koordinator Arif Bintoro Johan, S.Pd.T., M.Pd.T. 1. Heri Susilo, S.Pd.T.

2. Ratna Kumala Dewi, A.Md.

Sie. Acara dan Publikasi:

Koordinator Drs. Imam Djati Widodo, M.Eng., Sc. 1. Harwati, ST. MT.

2. Bagus Prabowo Aji, ST. 3. Suwati

Sie. Konsumsi dan perlengkapan:

1. Supardiman 2. Pardiya, ST.

(6)

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum warahmatullah wabarakatuh

Persaingan bisnis saat ini menunjukkan persaingan yang cukup ketat bahkan sampai pada persaingan global. Oleh karena itu industri dituntut untuk melakukan inovasi di semua aspek agar mampu mempertahankan tingkat persaingan. Jiwa kewirausahaan harus dimiliki oleh para pemangku kepentingan yang ada di industri untuk menghadapi ketatnya persaingan bisnis saat ini. Melakukan berbagai inovasi bisnis merupakan suatu keharusan bagi para wirausahawan (entrepreneurs), agar dapat mengkonversi tantangan/hambatan menjadi suatu peluang (opportunity).

Iklim bisnis di Indonesia dewasa ini ditandai dengan ketidakpastian dan penurunan kinerja sejumlah aktifitas bisnis. Hal ini disebabkan karena para wirausahawan belum memanfaatkan potensi yang ada secara optimal yang dapat digunakan sebagai modal dalam menghadapi persaingan, baik lokal maupun internasional. Indonesia memiliki potensi yang berdaya saing tinggi, sebuah peluang bagi para wirausahawan untuk mengolah potensi yang ada menjadi keunggulan bisnis.

Peranan pendidikan tinggi dalam membangun jiwa kewirausahaan menjadi cukup penting untuk dikembangkan. Sehingga pendidikan tinggi dapat dijadikan sebagai pusat pengembangan inovasi kewirausahaan maupun dapat dijadikan sebagai pencetak para wirausahaan yang unggul. Seminar Nasional ini dirancang untuk memberikan wawasan mengenai pentingnya mengembangkan peran entrepreneurs yang ada dan bila memungkinkan ditularkan kepada yg lain berkaitan dengan keberhasilan dan rencana pengembangannya. Beragam konsep, hasil pemikiran, dan hasil riset tentang kewirausahaan akan disajikan dan dibahas pula pada Seminar Nasional ini dalam mendorong tercapainya pembangunan berkelanjutan.

Sebagai sebuah forum ilmiah, seminar ini diharapkan sebagai media diseminasi informasi hasil penelitian dan perkembangan mutakhir antar pihak dengan berbagai latar belakang, mulai dari kalangan perguruan tinggi, lembaga penelitian, pemerintah/pengambil kebijakan, dan pihak industri. Diskusi antarpihak dengan berbagai perspektif ini diharapkan dapat memperluas social networking

dan menghadirkan visualisasi yang lebih lengkap atas berbagai perkembangan penelitian di bidang teknologi industri, dan pada gilirannya diharapkan dapat memberikan kontribusi bagi perkembangan teknologi dan pemanfaatannya di Indonesia.

Atas nama Fakultas Teknologi Industri, Universitas Islam Indonesia, saya menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah berkontribusi atas terselenggaranya Seminar Nasional Teknoin 2011 ini. Seminar ini dapat berlangsung karena usaha terbaik dari panitia pelaksana.

Wassalamu’alaikum warahmatullah wabarakatuh

Yogyakarta, 19 November 2011 Dekan,

(7)

Seminar Nasional Teknoin 2011 ISBN 978-979-96964-8-9

Peningkatan Ketahanan Aus Baja Mangaan SCMnH11 pada Produk

Coal Crusher

Lilik Dwi Setyana, ST.,MT

Ir. Tarmono, MT

Program Diploma Teknik Mesin, Sekolah Vokasi, UGM

Jl. Grafika No 2A, Yogyakarta

Email: lilik_ugm@yahoo.co.id

Abstrak

Salah satu produk yang dihasilkan industri pengecoran di Ceper, Klaten adalah Coal

Crusher yang digunakan untuk menghancurkan bongkahan batu bara di pertambangan batu

bara. Produk dibuat dari baja mangaan yang mempunyai ketahanan aus tinggi (High

Manganese Steel), namun ternyata produk yang dihasilkan ketahanan ausnya belum tinggi.

Penelitian ini

bertujuan meningkatkan ketahanan aus baja mangaan tersebut untuk

meningkatkan umur pakai coal crusher.

Penelitian yang dilakukan dengan cara perlakuan panas baja mangaan SCMnH11

sebagai bahan baku produk coal crusher dengan variasi. temperatur pemanasan 650

o

C, 850

o

C,

dan 950

o

C, kemudian dicelup cepat ke dalam air. Pengujian yang dilakukan meliputi komposisi

kimia, struktur mikro, keausan dan kekerasan.

Hasil menunjukkan bahwa Struktur mikro as cast baja mangaan SCMnH11 sebagai

bahan baku pembuatan coal crusher adalah austenite dengan ferrit di batas butir. Perlakuan

panas sehingga menghasilkan struktur austenite dengan paling sedikit ferrit di batas butir

adalah temperature 850

o

C sehingga dihasilkan tingkat keausan terendah 4,16.10

-8

mm

2

/kg.

Temperatur yang disarankan agar produk coal crusher lebih awet adalah perlakuan panas

dengan temperatur 850

o

C kemudian dilanjutkan proses quenching.

Kata kunci : SCMnH11, Manganese Steel, Ketahanan Aus

Latar Belakang

Pengembangan material untuk aplikasi dibidang teknik secara berkelanjutan terus dikembangkan untuk menemukan sifat-sifat yang lebih unggul. Baja merupakan material yang terus dikembangkan karena sifat fisis dan mekanisnya yang dapat diperbaiki dengan penambahan unsur paduan ataupun dengan perlakuan panas sehingga banyak digunakan dalam berbagai aplikasi dibidang teknik.

Industri pengecoran di Ceper, Klaten menghasilkan berbagai produk yang sebagian besar adalah pesanan dari berbagai industri yang diharapkan langsung dapat dipakai/diaplikasikan dengan kekuatan yang distandarkan. Salah satu produk yang dihasilkan adalah coal crusher yang digunakan untuk menghancurkan batu bara di tambang batu bara. Produk dibuat dengan bahan baja mangaan dengan ketahanan aus tinggi (High Manganese Steel) SCMnH11, namun hingga saat ini spesifikasi material yang ditetapkan belum bisa dipenuhi karena ketahanan ausnya dinilai rendah.

Penelitian dilakukan agar diperoleh temperatur perlakuan panas (heat treatment) yang sesuai untuk material high manganese steel SCMnH11 sehingga ketahanan aus produk meningkat.

E-60

Tinjauan Pustaka

Manganese steel ditemukan oleh R.A. Hadfield pada tahun 1882 yang mempunyai sifat tahan aus dan ketangguhan impak yang tinggi. Baja paduan jenis ini mempunyai paduan utama 1,2% C – 12% Mn yang dengan struktur austenit pada temperatur kamar. Sifat yang menonjol selain ketangguhan adalah mempunyai regangan yang tinggi dan bersifat paramagnetik (Katila, 1994).

Dobrzanski dkk (2009), melakukan penelitian tentang perubahan struktur mikro selama proses

thermomechanical pada high manganese steel (HMS) yang dilakukan proses austenisasi 900 oC, 1000 oC dan 1100oC, kemudian di celup cepat ke dalam air, diperoleh bahwa semakin tinggi temperatur austenisasi maka besar butir semakin meningkat (10 µ m, 17 µ m dan 50 µ m) . Struktur mikro terlihat dominasi austenit dengan annealing twins dan fraksi e martensit plate

dengan komposisi paduan 27Mn-4Si-2Al-Nb-Ti.

Kekuatan tarik dan regangan berangsur menurun seiring kenaikan temperatur austenisasi.

Du Xiaodong, dkk (2009) melakukan penelitian tentang pengujian Impact Corrosion and Abrasion

(8)

dilakukan austenisasi (1050oC)-quenching media air menggunakan alat uji MLDF-10. Korosi dan abrasi dilakukan dalam acid-ironstone selama 2 sampai dengan 16 jam. Hasil menunjukkan bahwa selama pengujian impact corrosion and abrasion, wear mass loss high manganese steel meningkat seiring peningkatan energi impak yang diberikan saat pengujian.

Zhen-Ming He, dkk (2003) melakukan penelitian tentang metode peningkatan kekerasan dan ketahanan aus material austenitic manganese steel under non- severe impact-loading conditions. Hasil penelitian menunjukkan terjadinya dislocation density and stacking faults dengan stabilitas austenit yang tinggi. Dibandingkan dengan Hadfield steel,

terjadi peningkatan kekerasan 60% - 120%, dan peningkatan ketahanan aus 50%–140%.

Baja mangaan (manganese steel) merupakan baja paduan dengan ketahanan aus tinggi dengan komposisi carbon, mangaan, silikon, cromium, molibdenum dan atau tungsten dengan komposisi seperti terlihat dalam Tabel 2. Baja paduan ini banyak digunakan untuk stone crushers, excavtor buckets dan loader shovels, karena mempunyai sifat ketahanan impak dan ketahanan aus yang tinggi.

Struktur mikro baja mangaan didominasi oleh austenit yang mempunyai keuletan yang tinggi dengan harga kekerasan 200 – 250 BHN, namun dengan perlakuan panas austenisasi-quenching

dibawah 1100oC (berkisar 950-1100oC), kekerasan bisa meningkat hingga 550 BHN (Katila, 1994).

Metode Penelitian

Penelitian dilakukan dengan melebur baja dengan komposisi yang sesuai untuk membuat

manganese steel SCMnH11 dengan dapur induksi, menuang cairan logam dalam cetakan specimen untuk dibuat spesimen uji keausan, kekerasan dan struktur mikro. Proses perlakuan panas dilakukan dengan variasi temperatur as cast, 650, 850 dan 950oC.

Hasil Dan Pembahasan

Pengujian Komposisi Kimia

Pengujian komposisi kimia dilakukan di PT Baja Kurnia, Ceper, Klaten dengan hasil seperti ditunjukkan pada Tabel 1. Paduan utama berupa unsur Mn, Cr, C, Si telah sesuai dengan standar JIS G5131 (1991) sebagai baja mangaan seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 2. Penggolongan berdasar unsur paduan termasuk dalam baja SCMnH11 karena kandungan unsur Cr sebesar 2.46%wt dan Vanadium 0.08%wt yang membedakan dengan jenis SCMnH21.

Pengamatan Struktur Mikro

Struktur mikro baja mangaan didominasi oleh austenite seperti terlihat pada Gambar 4. Struktur mikro raw

material (as cast) terlihat struktur austenite dengan ferrite yang berada pada batas butir. Ferrite yang berada pada batas butir menjadikan baja mangaan bersifat ferromagnetic, selain itu juga menjadikan material ketahanan ausnya menurun.

Spesimen dengan perlakuan panas dibawah temperature austenisasi (650oC) kemudian di quenching media air tampak struktur ferrite dengan ukuran lebih besar yang mengakibatkan sifat ferromagnetic dan ketahanan ausnya semakin menurun (Gambar 6), namun mempunyai tingkat kekerasan yang lebih tinggi (Gambar 5). Spesimen dengan perlakuan panas temperatur 850oC kemudian di quenching tampak struktur austenite dengan sedikit struktur ferrite di batas butir yang menjadikan sifat kemagnetannya menurun (diamagnetic) dan menjadikan tingkat keausannya meningkat.

Spesimen dengan perlakuan panas temperatur 950oC kemudian di quenching terlihat sturktur austenite dengan ferrit yang berada di batas butir dengan ukuran kecil dan menyebar. Sifat kemagnetannya rendah (diamagnetic), namun tingkat keausannya menjadi agak tinggi karena jumlah ferrit yang lebih banyak daripada spesimen dengan perlakuan panas temperatur 850oC.

Tabel 1. Hasil pengujian komposisi kimia

Fe 81.80 Cr 2.46

Tabel 2. Komposisi baja mangaan standar JIS G5131 (1991)

(9)

a.

b.

c.

d.

Gambar 4. Struktur mikro baja mangaan a. raw material; b. austenisasi 650oC; c. austenisasi 850oC; d. austenisasi 950oC.

Pengujian Kekerasan

Pengujian kekerasan dilakukan dengan metode indentasi Vickers yang dapat dilihat pada Gambar 5, yang menunjukkan kekerasan tertinggi terjadi pada spesimen setelah mengalami perlakuan panas 650oC kemudian di quenching. Peningkatan kekerasan disebabkan tumbuhnya martensit dan ferrit dibatas butir. Kekerasan terendah terjadi pada specimen setelah mengalami perlakuan panas 950oC kemudian di

quenching, hal ini disebabkan bentuk struktur martensit dan ferrit di batas butir yang kecil dan menyebar dengan butir austenite yang besar.

Tingkat kekerasan spesimen berpengaruh terhadap tingkat keausan, namun unsure Mn yang menyebabkan struktur austenite juga mempunyai pengaruh yang besar tehadap tingkat keausan material, sehingga tingkat keausan terendah justru terjadi pada specimen dengan perlakuan panas 850oC dengan tingkat kekerasan 305 VHN.

Gambar 5. Grafik pengujian kekerasan

E-62

25 µm

Autenit

(10)

Pengujian Keausan

Pengujian keausan dilakukan dengan universal wear dengan hasil seperti terlihat pada Tabel 4 dan Gambar 6. Tingkat keausan terendah terjadi pada spesimen dengan perlakuan panas 850o C dengan tingkat keausan 4,16.10-8 mm3/kg.m. Tingkat keausan tertinggi terjadi pada spesimen dengan perlakuan panas 950oC dengan tingkat keausan 9,15.10-8 mm3/kg.m.

Tingkat keausan suatu material sangat dipengaruhi oleh tingkat kekerasan dan struktur mikronya. Struktur mikro austenite dengan sedikit martensit dan ferrit di batas butir menjadikan tingkat keausannya rendah.

Gambar 6. Grafik pengujian keausan

Kesimpulan

Setelah melakukan pengujian dan analisa, dapat diambil kesimpulan:

1. Struktur mikro as cast baja mangaan SCMnH11 sebagai bahan baku pembuatan coal crusher

adalah austenite dengan ferrit di batas butir 2. Perlakuan panas sehingga menghasilkan struktur

austenite dengan paling sedikit ferrit di batas butir adalah temperature 850oC dilanjutkan dengan quenching.

3. Tingkat keausan terendah terjadi pada specimen dengan perlakuan panas 850oC kemudian dilakukan quenching dengan tingkat keausan 4,16.10-8 mm3/kg.m

4. Temperatur yang disarankan agar produk coal crusher lebih awet adalah perlakuan panas dengan temperature 850oC kemudian dilanjutkan proses quenching.

Daftar Pustaka

[1] Dobrzański. L.A., Grajcar. A and Borek. W., 2009., Microstructure evolution of high- manganese steel during the thermome-chanical processing., Materials Science and Engineering 37/2 page 69-76.

[2] Raghavan. V., 1979., Materials Science and Engineering-a first course, 2nd Ed., Prentice-Hall of India Private Limited., New Delhi

[3] Surdia. T., dan Saito. S., 1997, ”Pengetahuan Bahan Teknik”, PT Pradnya Paramita, Jakarta [4] Xiaodong. D, Guodong. S, Yifei. W, Jianfeng, and

Haoyu Y., 2009., Abrasion Behavior of HighManganese Steel under Low Impact Energy and Corrosive Conditions., Materials Science and Engineering, China

[5] Zhen-Ming H., Qi-Chuan J., Shao-Bo F. and Jing- Pei X., 1987., Improved work-hardening ability and wear resistance of austenitic manganese steel under non-severe impact-loading conditions., Department of Metallic Materials Engineering, Jilin University of Technology, Changchun China