TUGAS AKHIR
PENGARUH LAPISAN KARBON TERHADAP
SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA
SOLIDIFIKASI
BESI COR KELABU DALAM CETAKAN PERMANEN
UNTUK
TAPPING
AKHIR
Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
MOTTO
“
Allah akan meninggikan beberapa derajat orang-orang yang beriman
diantaramu dan orang-orang yang dikaruniai ilmu pengetahuan hingga beberapa
derajat
( Q.S. Al mujadalah 11 )
Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.
( Q.S. Al Insyiroh ; 6 )
Kemenangan yang seindah-indahnya dan sesukar-sukarnya yang boleh direbut
oleh manusia ialah menundukan diri sendiri.
(Ibu Kartini )
Manusia tidak merancang untuk gagal, mereka gagal untuk merancang.
( William J. Siegel )
Waktu akan selalu ada, bila ada niat untuk memulainya sekarang.
ABTRAKSI
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh lapisan karbon terhadap sifat fisis dan mekanis pada solidifikasi besi cor kelabu dalam cetakan permanen untuk tapping akhir.
Material yang digunakan untuk membuat spesimen adalah skrap bekas pembubutan yang di lebur didalam tungku induksi dan dituang di cetakan permanen yang dilapisi karbon dimana penuangan dilakukan pada tapping akhir kemudian spesimen di uji sifat fisis dan mekanisnya. Pengujian yang dilakukan adalah CE meter dimana dalam pengujian ini besi masih dalam bentuk cair, pengujian komposisi kimia kemudian pengujian kekerasan dan struktur mikro pada bagian yang kontak langsung dengan udara dan pada bagian yang kontak langsung dengan cetakan.
Hasil uji CE meter pada tapping akhir didapat suhu tertinggi 1286,2°C, mulai memadat pada temperatur liquid (1164,1oC), dan padat pada temperatur solid (1113,8oC). Pengujian komposisi kimia spesimen tanpa lapisan karbon adalah Fe (93,46%), C (3,52%), Si (1,95%), spesimen dengan lapisan karbon Fe (93,36%), C (3,69%), Si (1,95%). Hasil uji foto mikro terlihat grafit dan sementit, untuk yang kontak langsung dengan cetakan yang dilapisi karbon didominasi oleh grafit, sedangkan untuk yang kontak langsung dengan udara didominasi oleh sementit. Hasil uji kekerasan spesimen tanpa lapisan karbon didapat kekerasan HRB 97,79 dan untuk yang dilapisi karbon diperoleh HRB 91,97 pada bagian samping dan HRC 18,79 pada bagian atas. Dari dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa terjadi penambahan unsur karbon (C) pada spesimen dengan lapisan karbon sebesar 0,17%, kekerasan spesimen dengan lapisan karbon lebih lunak karena didominasi grafit, untuk bagian yang kontak langsung dengan udara didominasi oleh sementit karena dalam kasus ini pembekuan lebih cepat.
ABSTRACT
This study aims to determine the effect of the carbon coating on the physical and mechanical properties of the gray cast iron solidification in permanent mold for tapping end.
The material used to make the specimen is turning lathe the former scrap in the melt in an induction furnace and poured in permanent mold is coated with carbon which is done at the tapping end, then specimen tested in physical and mechanical properties. This testing is CE meter which in this test the iron is still in liquid form, testing the chemical composition then hardness testing and microstructure testing on parts that direct contact with the air and on the direct contact with the mold.
Test results CE meter at the end of the tapping obtained the highest temperature of 1286.2 ° C, began to condense at temperatures of liquid dominated by graphite, while for direct contact with the air is dominated by cementite. The test results hardness specimens without the coating carbon obtained hardness HRB 97.79 and for coated the carbon obtained HRB 91.97 on the sides and HRC 18.79 on the top. From the data it can be concluded that the addition of the elements carbon (C) on the specimens with a carbon layer by 0.17%, hardness the specimens with coating the carbon more soft because it is dominated graphite, for parts in direct contact with the air is dominated by cementite because in this case freezing faster.
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikumWr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan.
Tugas akhir berjudul PENGARUH LAPISAN KARBON DALAM
CETAKAN PERMANEN DALAM SOLIDIFIKASI TERHADAP SIFAT
FISIS DAN MEKANIS BESI COR KELABU UNTUK TAPPING AKHIR, dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis
dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terimakasih 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 R.,ST., M.Sc.,Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Bapak Ir. Masyrukan, MT. Selaku pembimbing yang telah memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
4. Bapak Agus Yulianto, ST., MT yang telah menyediakan alat dan tempat untuk menunjang kelancaran penelitian.
5. Bapak ,Ibu dan keluarga tercinta, yang tiada hentinya memberikan doa, cinta, dan kasih sayang serta motivasi semangat baik itu secara moral maupun materi.
7. Politeknik Manufaktur Ceper (POLMAN) yang telah menyediakan alat dan tempat untuk menunjang kelancaran pengujian
8. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin angkatan 2008 yang ikut memberi saran dan motivasi.
9. Semua pihak yang telah membantu penulis, semoga kebaikan kalian mendapatkan balasan dari Allah SWT. Amin.
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.
DAFTAR ISI
Halaman Judul ... i
Pernyataan Keaslian Skripsi ... ii
Halaman Persetujuan ... iii 1.1 .Latar Belakang ... 1
1.2 .Batasan Masalah ... 2
1.3 .Tujuan Penelitian ... 2
1.4 .Manfaat Penelitian ... 4
1.5 Sistemasi Penulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Umum... 5
2.2 Landasan Teori ... 6
2.2.3 Pengecoran Logam ... 10
2.2.4Solidifikasi Logam... 12
2.2.5 Sifat Fisis Dan Mekanis ... 12
2.2.6 Pengujian Komposisi Kimia ... 16
2.2.7 Pengujian Foto Mikro... 17
2.2.8 Pengujian Kekerasan ... 20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1.Diagram Alir Proses Penelitian ... 22
3.2.Penguraian Diagram Alir Penelitian ... 23
3.3.Bahan Dan Alat... 24
3.4.Spesimen Uji... 26
3.5.Pengujian Bahan... 27
1. Pengujian Ce Meter ... 27
2. Pengujian Komposisi Kimia ... 28
3. Pengujian Kekerasan ... 30
4. Pengujian Foto Mikro... 31
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Foto Mikro Cetakan... 33
BAB V KESIMPULAN ... 34
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Peleburan Logam Dalam Tungku ... 10
Gambar 2.2 Penuangan Logam Dalam Cetakan... 11
Gambar 2.3 Diagram Fasa Fe-Fe3C... 17
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 22
Gambar 3.2 Geram Bekas Pembubutan ... 24
Gambar 3.3 Karbon ... 25
Gambar 3.4 Tungki Induksi... 25
Gambar 3.5 Cetakan ... 26
Gambar 3.6 Spesimen... 27
Gambar 3.7 Alat Uji CE Meter ... 28
Gambar 3.8 Alat Uji Komposisi Kimia ... 30
Gambar 3.9 Alat Uji Kekerasan ... 31
Gambar 3.10 Alat Uji Foto Mikro ... 32
Gambar 4.1 Hasil Uji Foto Mikro Cetakan Pembesaran 100x ... 33
Gambar 4.2 Hasil Uji CE Meter ... 34
DAFTAR TABEL
Table 4.1. Hasil Pengujian Komposisi Kimia... 35
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Kekerasan Spesimen Tanpa Lapisan
Karbon ... 38
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Kekerasan Spesimen Dengan Lapisan
DAFTAR SIMBOL
= Alfa
= Delta
