Pengaruh Temperatur Tuang dan Jumlah Saluran Turun terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Coran Besi Cor Nodular

(1)

PENGARUH TEMPERATUR TUANG DAN

JUMLAH SALURAN TURUN TERHADAP

SIFAT FISIS DAN MEKANIS CORAN

BESI COR NODULAR

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata S1 Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh :

S A R N O

NIM : D 200 040 051

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

(2)

HALAMAN PERSETUJUAN

“PENGARUH TEMPERATUR TUANG DAN JUMLAH SALURAN TURUN TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS CORAN BESI COR NODULAR”

PUBLIKASI ILMIAH

Oleh :

S A R N O N I M : D 200 040 051

Telah diperiksa dan disetujui oleh :

Dosen Pembimbing,

(3)

HALAMAN PENGESAHAN

“PENGARUH TEMPERATUR TUANG DAN JUMLAH SALURAN TURUN TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS CORAN BESI COR NODULAR”

Oleh : S A R N O N I M : D 200 040 051

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Pada hari Sabtu, 4 Nopember 2017 Dan dinyatakan telah memenuhi syarat

Dewan Penguji :

1. Ir. Masyrukan, MT. ( ... )

(Ketua Dewan Penguji)

2. Ir. Bibit Sugito,MT. ( ... )

(Anggota I Dewan Penguji)

3. Patna Partono, ST. MT. ( ... )

(Anggota II Dewan Penguji)

Dekan,

(4)

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam naskah publikasi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Apabila kelak terbukti ada ketidakbenaran dalam pernyataan saya di atas, maka akan pertanggungjawabkan sepenuhnya.

Surakarta, 7 Nopember 2017

Penulis

S A R N O D 20 0 0 40 051

(5)

PENGARUH TEMPERATUR TUANG DAN JUMLAH SALURAN TURUN TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS CORAN BESI COR NODULAR

Abstraks

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui hasil uji spesimen besi cor nodular pada pengujian komposisi kimia, struktur mikro, kekerasan, tarik dan impact yaitu untuk temperatur tuang 1542C (saluran turun 2,3 dan 4 buah), temperatur tuang 1554C (saluran turun 2,3 dan 4 buah), dan temperatur tuang 1568C (saluran turun 2,3 dan 4 buah).

Bahan yang diteliti adalah spesimen besi cor nodular. Variasi benda uji meliputi : spesimen A = temperatur tuang 1542C (saluran turun 2,3 dan 4 buah), spesimen B = temperatur tuang 1554C (saluran turun 2,3 dan 4 buah), dan spesimen C = temperatur tuang 1568C (saluran turun 2,3 dan 4 buah). Pengujian yang dilakukan : uji komposisi kimia (alat uji Spectrometer-ASTM E 415), uji struktur mikro (alat uji Olympus Metallurgical Microscope dan Olympus Photomicrographic System-ASTM E 7), uji kekerasan (alat uji Macrohardness Vickers Tester-ASTM E 92) , uji tarik (alat uji Universal servohydraulic-servopulser-ASTM E 8 M) dan uji impact (Charpy Impact Tester-servohydraulic-servopulser-ASTM E 32).

Dari hasil pengujian komposisi kimia dapat diketahui benda uji yang digunakan adalah besi cor jenis nodular (grafit bulat). Dengan komposisi kimia unsur utama : besi (Fe) = 92,54 %; karbon (C) = 3,7727 %, silikon (Si) = 3,0761 % dan Mangan (Mn) = 0,3663 %. Dari hasil pengamatan struktur mikro pada masing-masing spesimen temperatur 1542 C, 1554 C dan 1568 C didapatkan fasa grafit, perlit dan ferit. Dari pengujian kekerasan didapatkan harga kekerasan rata-rata berturut-turut spesimen 1542 C tertinggi pada saluran turun 2 buah (271,3 VHN), saluran turun 4 buah (253,9 VHN) dan terendah saluran turun 3 buah (240,1 VHN). Temperatur 1554 C didapatkan kekerasan rata-rata berturut-turut tertinggi pada saluran turun 2 buah (265,9 VHN), saluran turun 4 buah (256,1 VHN) dan terendah saluran turun 3 buah (253,9 VHN). Temperatur 1568 C didapatkan kekerasan rata-rata berturut-turut tertinggi pada saluran turun 2 buah (270,6 VHN). Berikutya saluran turun 4 buah (253,9 VHN) dan terendah pada saluran turun 3 buah (231,9 VHN). Kekuatan tarik tertinggi menuju terendah untuk semua temperatur tuang berturut-turut didapatkan pada saluran turun 2 buah, 4 buah dan 3 buah. Harga impact tertinggi menuju terendah terjadi pada temperatur tuang lebih tinggi ke temperatur lebih rendah berturut-turut didapatkan pada saluran turun 4 buah, 2 buah dan 3 buah.

Kata-kata kunci : besi cor nodular, temperatur tuang, saluran turun

A bs t ract

The purpose of this research is to know the result of nodular cast iron specimen test on chemical composition, microstructure, hardness, tensile and impact test for 1542  C (drop down 2,3 and 4), 1554C down 2.3 and 4 pcs), and pour temperature 1568C (channel down 2.3 and 4 pieces).

(6)

The material under study is a nodular cast iron specimen. Variations of specimens include: specimen A = casting temperature 1542C (channel down 2,3 and 4 pieces), specimen B = casting temperature 1554C (channel down 2,3 and 4 pieces), and specimen C = pour temperature 1568 C (channel down 2.3 and 4 pieces). Tests performed: chemical composition test (Spectrometer-ASTM E 415), microstructure test (Olympus Metallurgical Microscope and Olympus Photomicrographic System-ASTM E 7), hardness test (Macrohardness Vickers Tester-ASTM E 92) tensile test (Universal servohydraulic-servopulser-ASTM E 8M test device) and impact test (Charpy Impact Tester-ASTM E 32).

From the results of testing the chemical composition can be known that the specimens used are nodular cast iron (round graphite). With the chemical composition of the main elements: iron (Fe) = 92.54%; carbon (C) = 3.7727%, silicon (Si) = 3.0761% and Manganese (Mn) = 0.3663%. From the observation of microstructure on each specimen temperature 1542 C, 1554 C and 1568 C obtained graphite phase, perlite and ferrite. From the hardness test, the average hardness of consecutive samples of 1542 ° C was highest on 2 drops (271,3 VHN), 4 drops (253,9 VHN) and 3 channels down (240,1 VHN ). Temperatures of 1554 C were found to be the highest successive mean hardness in 2 downhill lines (265.9 VHN), 4 dropped channels (256.1 VHN) and the lowest of 3 drops (253.9 VHN). Temperature 1568 C obtained the highest successive average hardness on 2 down channels (270,6 VHN). The following channels dropped 4 pieces (253.9 VHN) and the lowest on 3 down channels (231.9 VHN). The highest tensile strength to the lowest for all successive pour temperatures is found in 2 downlets, 4 pieces and 3 pieces. The highest impact price to the lowest occurred at higher casting temperature to lower consecutive temperature obtained in the channel down 4 pieces, 2 pieces and 3 pieces.

Keywords: nodular cast iron, cast temperature, descending channel

1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Proses pengecoran yaitu proses terbentuknya logam dengan cara mencairkan logam padat dengan pemanas dengan temperatur tinggi, kemudian menuangkan logam cair ke dalam cetakan dan dibiarkan membeku. Sedangkan besi cor merupakan paduan besi yang mengandung karbon, silikon, mangan, fospor, dan belerang. Banyak sekali persyaratan pemakaian produk besi tuang ditentukan dalam perencanaan dengan melihat standar besi tuang yang telah diklasifikasikan. Sifat-sifat mekanik dan teknologi menjadi pertimbangan utama jika suatu bahan dipakai dalam suatu permesinan, sedangkan sifat-sifat kimia merupakan kriteria awal untuk komponen mesin dan instalasi pada industri pengecoran.

(7)

Besi cor nodular atau Ferro Carbon Ductile (FCD) sudah dikenal sejak akhir tahun 40-an. FCD memiliki matrik ferit dan atau perlit dengan grafit yang berbentuk bulat (spheroidal) oleh karena itu FCD mempunyai kekuatan, dan keuletan yang cukup tinggi dibandingkan dengan besi cor kelabu (Forrest, 1987).

Besi cor nodular adalah jenis besi cor mampu tempa yang kuat dan ulet (ductile). Karbon yang terdapat bentuk nodul grafit yang diperoleh dengan menambahkan bahan yang mengandung magnesium seperti nikel-magnesium atau magnesium tembaga-fero silikon dalam besi cor kelabu cair. Besi cor nodular memiliki mutu jauh lebih baik dibanding besi cor yang lain, sehingga bahan ini dapat digunakan untuk membuat poros engkol dan berbagai suku cadang lainnya. (Amstead, 1995).

Untuk membuat cetakan benda cor, dibutuhkan saluran turun yang mengalirkan cairan logam ke dalam rongga cetakan. Besar dan bentuknya ditentukan oleh ukuran dan macam logam dari coran. Selanjutnya diperlukan penentuan keadaan-keadaan penuangan seperti temperatur penuangan dan laju penuangan. Karena kualitas coran tergantung pada saluran turun, keadaan penuangan (temperatur) dan lain-lain yang memerlukan kajian teliti (Surdia, T.; Chijiwa, K., 1987).

1.2. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah pengaruh temperatur tuang dan jumlah saluran turun terhadap sifat fisis dan mekanis besi cor nodular.

1.3. Batasan Masalah

Batasan-batasan itu antara lain :

1. Bahan yang diteliti adalah spesimen besi cor nodular.

2. Variasi benda uji meliputi : spesimen A = temperatur tuang 1542C (saluran turun 2,3 dan 4 buah), spesimen B = temperatur tuang 1554C (saluran turun 2,3 dan 4 buah), dan spesimen C = temperatur tuang 1568C (saluran turun 2,3 dan 4 buah).

3. Pengujian yang dilakukan yaitu : uji komposisi kimia, uji struktur mikro, uji kekerasan, uji tarik dan uji impact.

(8)

Persiapan Bahan Pemotongan Pengujian komposisi kimia (ASTM E 415) Pengujian struktur mikro (ASTM E 7) Pengujian kekerasan (ASTM E 92) Pembahasan Kesimpulan Benda uji komposisi kimia

Data Hasil Pengujian Penghalusan Benda uji struktur mikro Penghalusan Pemolesan Pengetsaan Penghalusan Benda uji kekerasan Spesimen A pada temperatur tuang 1542 o_C (saluran turun 2,3 dan 4 buah) Spesimen B pada temperatur tuang 1554 o_C (saluran turun 2,3 dan 4 buah) Spesimen C pada temperatur tuang 1568 o_C (saluran turun 2,3 dan 4 buah) Benda uji tarik Penghalusan Penakikan Benda uji impact Pengujian tarik (ASTM E 8M) Pengujian impact (ASTM E 23) 2. METODE PENELITIAN

2.1. Diagram Alir Proses Penelitian

2.2. Bahan Penelitian

Pada penelitian ini bahan yang digunakan adalah besi cor nodular. Pengecoran dilakukan di PT. ANEKA ADHILOGAM KARYA (Casting of Metals Part / Pipe Fitting Industries) Batur, Ceper, Klaten.

Setiap spesimen, temperatur tuang dan jumlah saluran turunnya divariasikan sebagai berikut :

- Spesimen A untuk temperatur 1542 C :

 dua saluran turun = 1 batang (spesimen A1)

 tiga saluran turun = 1 batang (spesimen A2)

 empat saluran turun = 1 batang (spesimen A3)

- Spesimen B untuk temperatur 1554 C :

 dua saluran turun = 1 batang (spesimen B1)

(9)

 empat saluran turun = 1 batang (spesimen B3)

- Spesimen C untuk temperatur 1568 C :

 dua saluran turun = 1 batang (spesimen C1)

 tiga saluran turun = 1 batang (spesimen C2)

 empat saluran turun = 1 batang (spesimen C3)

3.3. Pembuatan Benda Uji

Sebagai awal penelitian, benda dipotong pada bagian yang akan diuji dengan maksud memudahkan pengerjaan lebih lanjut, sedangkan untuk penelitian komposisi kimia dibuat langsung dari pengecoran yang berbentuk cill. Adapun rincian jumlah spesimen dan jenis pengujian ditunjukkan pada tabel berikut.

Tabel 3.1. Jumlah spesimen dan jenis pengujian

No. Jenis Pengujian Jumlah spesimen

1. Uji komposisi kimia 1 Spesimen (bentuk cill)

2. Uji struktur mikro 9 spesimen

3 Uji kekerasan 9 spesimen

4. Uji tarik 9 spesimen

5. Uji impact 9 spesimen

Jumlah total spesimen 36 buah

3.3.1. Pembuatan Spesimen Tarik

Spesimen uji tarik ditentukan sesuai dengan standar benda uji tarik dari standar ASTM E 8M, spesimen nomor 9, seperti terlihat pada Gambar 3.3.

(10)

Gambar 3.4. Spesimen uji tarik

3.3.2. Pembuatan Spesimen Impact

Sebelum diuji, pada masing-masing spesimen terlebih dahulu dibuat takikan berbentuk V pada bagian tengah. Fungsi dari pembuatan takikan ini adalah untuk melokalisir energi patah. Patahan pada spesimen umumnya berawal dari takikan yang ada pada spesimen uji impak itu. Oleh karena itu untuk mengetahui besarnya energi impak maka dibuat takikan pada spesimen. Dimana takikan berbentuk V dengan sudut kemiringan serta kedalaman takikan telah ditentukan sesuai standarisasi ASTM E 23 mulai dimensi minimum sampai maksimum seperti tampak pada Gambar 3.5.

Spesimen A untuk temperatur 1542 C

(11)

Gambar 3.5. Ukuran spesimenuji impact menurut standar ASTM E 23

(Annual Book of ASTM Standards, 1996)

(a)Spesimen A untuk temperatur 1542 C; (b) Spesimen B untuk temperatur 1554

C, (c) Spesimen C untuk temperatur 1568 C

Gambar 3.6. Spesimen Impak

(12)

3. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 3.1. Hasil Pengujian Komposisi Kimia

Penembakan menggunakan gas argon dan memberikan hasil pembacaan secara otomatis kandungan rata-rata (average) komposisi kimia pada benda uji sebagai data-data berikut ini.

Tabel 4.1. Hasil pengujian komposisi kimia besi cor nodular (Lab. PT. ITOKOH CEPERINDO, Klaten)

Unsur Prosentase (%) Fe 92,54 C 3,7724 Si 3,0761 Mn 0,3663 Cu 0,0468 Mg 0,0457 Cr 0,0409 Ni 0,0318 P 0,0203 Al 0,0169 S 0,0141 Sn 0,0120 Zn 0,0018

Pengujian komposisi kimia dilakukan dengan mesin uji komposisi kimia

spectrometer yang memberikan hasil pembacaan secara otomatis jumlah (prosentase) kandungan paduan yang terdapat pada spesimen. Didapatkan penyusun utama : besi (Fe) = 92,54 %; karbon (C) = 3,7727 %, silikon (Si) = 3,0761 % dan Mangan (Mn) = 0,3663 %. Sedangkan unsur-unsur lain yang didapatkan dalam prosentase kecil, yaitu tembaga (Cu) = 0,0468 %; magnesium (Mg) = 0,0457 %; khrom (Cr) = 0,0409 %, nikel (Ni) = 0,0318 %; phospor (P) = 0,0203 %; aluminium (Al) = 0,0169 %; belerang (S) = 0,0141 %; timah putih (Sn) = 0,0120 % dan Seng (Zn) = 0,0018 %.

Dari hasil pengujian komposisi kimia tersebut dapat diketahui bahwa benda uji tersebut termasuk dalam besi cor C > 2,0 % (BH. Tata Surdia : 1985). Dan karena terdapat unsur magnesium (Mg) yang dapat membulatkan grafit menjadi bentuk bulat / nodular, seperti tampak pada struktur mikro maka benda uji tersebut termasuk dalam kategori besi cor nodular.

(13)

3.2. Hasil Pengamatan Struktur Mikro

Gambar 4.1. Foto struktur mikro besi cor nodular temperatur tuang 1542C saluran turun 2 buah dengan perbesaran 100 

Grafit Perlit 1 0 0  m Ferit Grafit Perlit 1 0 0  m Ferit

(14)

Grafit Perlit 1 0 0  m Ferit Grafit Perlit 1 0 0  m Ferit

(15)

Grafit Perlit 1 0 0  m Ferit Grafit Perlit Ferit 1 0 0  m

(16)

Grafit Perlit 1 0 0  m Ferit Grafit Perlit 100  m Ferit

(17)

Dari struktur mikro didapatkan fasa grafit, ferit dan perlit. Sehingga diketahui benda uji tersebut termasuk dalam kategori besi cor nodular.

Melalui foto struktur mikro yang ada dapat diketahui bahwa semakin halus dan merata perlit, maka kekuatan besi cor akan semakin baik. Perlit halus yaitu lapisan tipis berwarna gelap keabu-abuan Perlit halus yang terdistribusi merata secara umum pada semua temperatur didapatkan pada spesimen dengan 2 saluran turun, Pada spesimen 4 saluran turun perlit masih kasar (agak cerah) dan belum didapatkan merata. Sedangkan pada 3 saluran turun masih didominasi ferit dan grafit.

3.3. Hasil Pengujian Kekerasan

Tabel 4.2. Harga kekerasan variasi spesimen besi cor nodular

No Spesimen Drata-rata (mm) Kekerasan (VHN) Kekerasan Rata-rata (HVN) 1. temperatur tuang 1542C saluran turun 2 buah

0,454 269,9

271,3 0,438 289,9

0,468 253,9

2. temperatur tuang 1542C saluran turun 3 buah

0,484 237,5 240,1 0,493 228,9 Grafit Perlit 1 0 0  m Ferit

(18)

271.3 265.9 270.6 240.1 253.9 231.9 253.9 256.1 253.9 210 220 230 240 250 260 270 280 temperatur tuang 1542°C temperatur tuang 1554°C temperatur tuang 1568°C Ke ke ra sa n ra ta -r at a (V H N )

Saluran turun 2 buah Saluran turun 3 buah Saluran turun 4 buah

0,468 253,9

253,9 0,468 253,9

0,468 253,9

0,438 289,9

265,9 0,468 253,9

0,468 253,9

253,9 0,468 253,9

0,468 253,9

0,477 244,5

256,1 0,454 269,9

0,468 253,9

0,438 289,9

270,6 0,468 253,9

0,454 267,9

0,477 244,5

231.9 0,500 222,5

0,493 228,9

0,468 253,9

253,9 0,468 253,9

0,468 253,9

Gambar 4.10. Histogram perbandingan harga kekerasan rata-rata spesimen besi cor nodular untuk temperatur tuang 1542C, 1554C dan 1568C dengan

(19)

Pada temperatur 1542 C didapatkan kekerasan rata-rata tertinggi pada saluran turun 2 buah (271,3 VHN), berikutnya saluran turun 4 buah (253,9 VHN) dan terendah pada saluran turun 3 buah (240,1 VHN).

Untuk saluran turun 2 buah didapatkan harga kekerasan rata-rata paling tinggi karena fasa perlit halus terdistribusi merata dibandingkan saluran turun 4 buah. Pada saluran turun 3 buah, fasa ferit dan grafit lebih mendominasi sehingga harga kekerasan paling rendah.

3.4. Hasil Pengujian Tarik

Tabel 4.3. Nilai hasil uji tarik spesimen besi cor nodular

Variasi Spesimen Pmax (N) A (mm)2 maks. (N/mm2) Regangan (%)

Temperatur tuang 1542C saluran

turun 2 buah 4331,6 63,585 68,13 26,67

turun 3 buah 1930,6 63,585 30,37 6,67

turun 4 buah 2910,6 63,585 45,78 11,12

turun 2 buah 3645,6 63,585 57,34 26,67

turun 3 buah 14798 63,585 24,66 4,45

turun 4 buah 2371,6 63,585 37,29 6,67

turun 2 buah 3802,4 63,585 59,80 17,78

Temperatur tuang 1568C

Saluran turun 3 buah 1744,4 63,585 27,44 4,45

(20)

68.13 57.34 59.8 30.37 24.66 27.44 45.78 37.29 50.39 0 10 20 30 40 50 60 70 80 temperatur tuang 1542°C temperatur tuang 1554°C temperatur tuang 1568°C Ke kua ta n ta ri k m ak s. ( N /m m 2)

saluran turun 2 buah saluran turun 3 buah saluran turun 4 buah

26.67 26.67 17.78 6.67 4.45 4.45 11.12 6.67 4.45 0 5 10 15 20 25 30 temperatur tuang 1542°C temperatur tuang 1554°C temperatur tuang 1568°C R e ga ng an (% )

saluran turun 2 buah saluran turun 3 buah saluran turun 4 buah

Gambar 4.11. Histogram tegangan tarik maksimal rata-rata spesimen besi cor nodular

Gambar 4.12. Histogram regangan rata-rata spesimen besi cor nodular

a. Spesimen temperatur tuang 1542 C

Kekuatan tarik tertinggi pada spesimen saluran turun 2 buah (68,13 N/mm2) dibandingkan dengan spesimen saluran turun 4 buah (45,78 N/mm2) dan terendah pada spesimen saluran turun 3 buah (30,37 N/mm2).

Regangan tertinggi pada spesimen saluran turun 2 buah (26,67 %) dibandingkan spesimen saluran turun 4 buah (11,12 %) dan terendah pada spesimen saluran turun 3 buah (6,67 %).

Mekanisme patah pada spesimen saluran turun 2 buah adalah patah ulet sama dengan pada spesimen saluran turun 4 buah. Sedangkan patahan getas pada spesimen saluran turun 3 buah.

(21)

b. Spesimen temperatur tuang 1554 C

Kekuatan tarik tertinggi pada spesimen saluran turun 2 buah (57,34 N/mm2) dibandingkan spesimen saluran turun 4 buah (37,29 N/mm2) dan terendah pada spesimen saluran turun 3 buah (24,66 N/mm2).

Regangan tertinggi pada spesimen saluran turun 2 buah (26,67 %) dibandingkan dengan harga terendah pada spesimen saluran turun 4 buah (6,67 %) dan spesimen saluran turun 3 buah (4,45 %)

Mekanisme patahnya adalah patah ulet yaitu pada spesimen saluran turun 2 buah dan spesimen saluran turun 4 buah. Patah getas pada saluran turun 3 buah.

c. Spesimen temperatur tuang 1568 C

Kekuatan tarik tertinggi pada spesimen saluran turun 2 buah (59,8 N/mm2) dibandingkan spesimen saluran turun 4 buah (50,39 N/mm2) dan terendah pada spesimen saluran turun 3 buah (27,44 N/mm2).

Regangan tertinggi pada spesimen saluran turun 2 buah (17,78 %) dibandingkan dengan harga terendah pada spesimen saluran turun 4 buah (4,45 %) dan spesimen saluran turun 3 buah (4,45 %)

Mekanisme patahnya adalah patah ulet yaitu pada spesimen saluran turun 2 buah dan spesimen saluran turun 4 buah. Patah getas pada pada saluran turun 3 buah.

4.5. Data Hasil Pengujian Impact

Hasil pengujian impact terhadap material besi cor nodular menggunakan metode Impact Charpy aalah sebagai berikut ini.

Tabel 4.4. Hasil uji impact variasi spesimen material besi cor nodular

Tempe-ratur tuang JumlahS aluran Sudut α ( ) Energi terpasang (Joule) Sudut  ( ) Energi terserap (Joule) Luas (mm2) Harga Impact (J/mm2) 1542C 2 151 300 143 15.6 80 0.152 3 151 300 145 12.2 80 0.111 4 151 300 144 15.6 80 0.131 1554C 2 151 300 141.5 12.2 80 0.184 3 151 300 143 8.9 80 0.152 4 151 300 141 10.5 80 0.195

(22)

1568C

2 151 300 141 15.6 80 0.195

3 151 300 142 13.9 80 0.173

4 151 300 140 17.4 80 0.217

Gambar 4.16. Histogram perbandingan harga impact rata-rata variasi spesimen material besi cor nodular

a. Spesimen temperatur tuang 1542 C

Pada suhu tuang ini harga impact paling besar didapatkan pada spesimen saluran turun 2 buah sebesar 0,152 J/mm2 dan saluran turun 4 buah, yang memiliki harga kekuatan impact sebesar 0,131 J/mm2, dan merupakan patahan liat yang menunjukkan deformasi plastik tinggi. Sedangkan spesimen saluran turun 3 buah memiliki harga kekuatan impact

sebesar 0,111 J/mm2. Harga impact paling rendah karena butir paling besar dan deformasi paling kecil (diperlihatkan dengan permukaan patah yang rata).

b. Spesimen temperatur tuang 1554 C

Harga impact rata-rata paling besar didapatkan pada spesimen saluran turun 4 buah sebesar 0,195 J/mm2 dengan patahan liat atau patahan perubahan bentuk yang runcing, buram dan berserat. Sedangkan spesimen saluran turun 2 buah memiliki harga kekuatan impact rata-rata sebesar 0,184 J/mm2 merupakan patahan liat yang menunjukkan deformasi plastik tinggi.

(23)

Dan terendah pada spesimen saluran turun 3 buah memiliki harga kekuatan

impact sebesar 0,152 J/mm2 dengan permukaan patah yang rata.

c. Spesimen temperatur tuang 1568 C

Harga impact rata-rata paling besar didapatkan pada spesimen saluran turun 4 buah (0,217 J/mm2) merupakan jenis patahan liat. Untuk spesimen saluran turun 2 buah (0,195 J/mm2) merupakan jenis patahan campuran (sebagian liat dan sebagian getas). Sedangkan patahan harga terendah pada saluran turun 3 buah (0,173 J/mm2) merupakan patahan getas (permukaan patahan rata).

4. PENUTUP

Berdasarkan data hasil penelitian dan pembahasan dalam penelitian ini diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Dari hasil pengujian komposisi kimia dapat diketahui benda uji yang digunakan adalah besi cor jenis nodular (grafit bulat). Dengan komposisi kimia unsur utama : besi (Fe) = 92,54 %; karbon (C) = 3,7727 %, silikon (Si) = 3,0761 % dan Mangan (Mn) = 0,3663 %.

2. Dari hasil pengamatan struktur mikro pada masing-masing spesimen temperatur 1542 C, 1554 C dan 1568 C didapatkan fasa grafit, perlit dan ferit. Pada saluran turun 2 buah fasa perlit halus yang terdistribusi merata. Untuk saluran turun 4 buah fasa perlit masih kasar (agak cerah) dan belum didapatkan merata. Sedangkan saluran turun 3 buah masih didominasi ferit dan grafit.

3. Dari pengujian kekerasan didapatkan harga kekerasan rata-rata berturut-turut spesimen 1542 C tertinggi pada saluran turun 2 buah (271,3 VHN), saluran turun 4 buah (253,9 VHN) dan terendah saluran turun 3 buah (240,1 VHN). Temperatur 1554 C didapatkan kekerasan rata-rata berturut-turut tertinggi pada saluran turun 2 buah (265,9 VHN), saluran turun 4 buah (256,1 VHN) dan terendah saluran turun 3 buah (253,9 VHN). Temperatur 1568 C didapatkan kekerasan rata-rata berturut-turut tertinggi pada saluran turun 2 buah (270,6 VHN). Berikutya saluran turun 4 buah (253,9 VHN) dan terendah pada saluran turun 3 buah (231,9 VHN).

(24)

4. Dari pengujian tarik didapatkan harga kekuatan tarik spesimen temperatur tuang 1542 C (saluran turun 2 buah = 68,13 N/mm2, saluran turun 3 buah = 30,37 N/mm2 dan saluran turun 4 buah = 45,78 N/mm2). Untuk temperatur tuang 1554 C (saluran turun 2 buah = 57,34 N/mm2, saluran turun 3 buah = 24,66 N/mm2 dan saluran turun 4 buah = 37,29 N/mm2). Dan temperatur tuang 1568 C (saluran turun 2 buah = 59,8 N/mm2, saluran turun 3 buah = 27,44 N/mm2 dan saluran turun 4 buah = 50,39 N/mm2). Kekuatan tarik tertinggi menuju terendah berturut-turut didapatkan pada saluran turun 2 buah, 4 buah dan 3 buah.

5. Dari pengujian impact didapatkan harga kekuatan impact rata-rata spesimen temperatur tuang 1542 C (saluran turun 2 buah = 0,152 J/mm2, saluran turun 3 buah = 0,111 J/mm2 dan saluran turun 4 buah = 0,131 J/mm2). Untuk temperatur tuang 1554 C (saluran turun 2 buah = 0,184 J/mm2, saluran turun 3 buah = 0,152 J/mm2 dan saluran turun 4 buah = 0,195 J/mm2). Dan temperatur tuang 1568 C (saluran turun 2 buah = 0,195 J/mm2, saluran turun 3 buah = 0,173 J/mm2 dan saluran turun 4 buah = 0,217 J/mm2. Harga impact tertinggi menuju terendah berturut-turut didapatkan pada saluran turun 2 buah, 4 buah dan 3 buah.

PERSANTUNAN

Segala puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir. Shalawat dan salam mudah-mudahan tetap pada junjungan kita Nabi Muhammad SAW, keluarga serta sahabatnya.

Penyusun menyampaikan terima kasih kepada yang terhormat atas segala bentuk dan bantuannya kepada :

1. Ir. Sri Sunarjono, MT. Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta beserta staf yang telah memberikan kesempatan pada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Ir. Subroto, MT., selaku Kaprodi Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah memberikan ijin untuk penulisan Tugas Akhir ini.

(25)

3. Ir. Masyrukan, MT., selaku pembimbing utama yang dengan sabar dan teliti membimbing dan mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Ir. Bibit Sugito, MT., selaku pembimbing pendamping yang telah meluangkan waktu berkenan memberikan petunjuk dan mengarahkan penulisan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Bapak, Ibu, Istri dan anakku terima kasih atas kesabaran, perjuangan, do’a dan kasih sayang kalian.

6. Temen-temen seperjuangan : Andika, yang senantiasa memberi support. 7. Sahabat-sahabatku Sorta angkatan 2004, yang selalu mendukung dan

memberikan semangat selama meniti bangku kuliah di Kampus Pabelan. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu, terima kasih atas do’a dan dukungannya.

DAFTAR PUSTAKA

Alexander, W.O., 1990, Dasar Metalurgi untuk Rekayawan, Disunting : E.J. Bradbury, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta

Amstead, B.H., Sriati Djaprie (Alih Bahasa), 1995, Teknologi Mekanik, Edisi ke-7, Jilid I, PT. Erlangga, Jakarta

Balai Besar Logam dan Mesin, 2006, Petunjuk Praktis Teknologi Pengecoran Besi Tuang, Departemen Perindustrian dan Perdagangan

Forrest, R.D., 1987, SG-The Next 40 years, BCIRA International Conference at University of Warwick, England

Nugroho, S.B., 2005, Tugas Akhir : Penelitian Sifat Fisis dan Mekanis Besi Cor Nodular/FCD 50 Hasil Pengecoran dengan Material Steel Scrap Tanpa Inokulasi, Universitas Muhammadiyah Surakarta

Purnomo, S., 2004, Tugas Akhir : Proses Peramuan Bahan Baku Besi Cor Nodular di dalam proses Pengecoran Dapur Kupola dengan Variasi Pasir Cetak, Universitas Muhammadiyah Surakarta

Rohyana, S., 1999, Pengetahuan dan Pengolahan Bahan, Humaniora Utama Press, Bandung

(26)

Setyabudi, D., 2005, Tugas Akhir : Penelitian Sifat Fisis dan Mekanis Besi Cor Nodular/FCD dengan Inokulasi Ferro Mangan, Universitas Muhammadiyah Surakarta

Surdia, T.; Saito, S., 1985, Pengetahuan Bahan Teknik, Edisi ke-4, PT. Pradnya Paramita, Jakarta

Surdia, T.; Chijiwa, K., 1987, Teknik Pengecoran Logam, Edisi ke-2, Cetakan ke-7, PT. Pradnya Paramita, Jakarta

Van Vlack; Djaprie, S. (Alih Bahasa), 1992, Ilmu dan Teknologi Bahan, Edisi ke-5, PT. Erlangga, Jakarta

Van Vliet, G.L.J.; Haroen (Alih Bahasa), 1984, Teknologi untuk Bangunan Mesin : Bahan-bahan I, Cetakan ke-1, PT. Erlangga, Jakarta

__________ , 1958, ASM Hand Book Comitte Metallography and Microstructures, Volume 7, American Society for Metal