VARIASI KETEBALAN MATERIAL FCD 50 (FERRO CASTING DUCTILE) PADA PERUBAHAN SIFAT MEKANIK DAN FISIK PT. ANEKA ADHILOGAM KARYA

(1)

VARIASI KETEBALAN MATERIAL FCD 50 (FERRO CASTING DUCTILE) PADA PERUBAHAN SIFAT

MEKANIK DAN FISIK

PT. ANEKA ADHILOGAM KARYA

TUGAS AKHIR

JALUR PKL (Praktek Kerja Lapangan)

Diajukan Kepada Sekolah Tinggi Teknologi Warga Surakarta Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan

Untuk Memperoleh Gelar Diploma Oleh :

Nama : Andrea Kusuma Wardhana NIM : 171015

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI WARGA SURAKARTA

September, 2020

(2)

(3)

(4)

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir (TA) ini tidak mengandung karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar diploma di suatu perguruan tinggi, dan sepanjangn pengetahuan saya juga tidak mengandung karya atau pendapat yang pernah ditulis atau di terbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Sukoharjo, 28 September 2020 Penulis

Andrea Kusuma Wardhana

(5)

PERSEMBAHAN

Laporan tugas akhir ini penulis persembahkan untuk:

1. Kedua orang tua ku bapak dan ibunda ku tercinta yang tak pernah lelah membesarkanku dengan penuh kasih sayang, serta memberikan dukungan, motivasi perngorbanan hidup ini. Terimakasih bapak dan ibunda.

2. Terimakasih sahabat seperjuanganku yang selalu memberi semangat dan dukungan serta canda tawa yang sangat mengesankan selama masa perkuliahan.

3. Terimakasih bapak ibu dosen Sekolah Tinggi Teknologi Warga Surakata yang telah membimbing mangajarkan kami selama di perkuliahan.

(6)

vi

PRAKATA

Alhamdulillah, Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah sehingga penulis dapat menyusun Laporan Tugas Akhir Dengan judul “Variasi Ketebalan Material Fcd 50 (Ferro Casting Ductile) Pada Perubahan Sifat Mekanik Dan Fisik Pt. Aneka Adhilogam Karya

”

Terselesaikan laporan Tugas Akhir tidak luput dari bantuan, motivasi serta partisipasi dari semua pihak, untuk itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih kepada :

1. Allah SWT yang selalu menjadi sumber kekuatan dan pengharapan bagi penyusunan laporan dan pengujian Tugas Akhir;

2. Bapak Y. Yulianto Kurniawan S.T., M.T. selaku Ketua Sekolah Tinggi teknologi Warga Surakarta;

3. Bapak Drs. Rahmat., M.T, selaku PD 1 Bidang Akademik, Sekolah Tinggi Teknologi warga;

4. Bapak Agung Supriyanto S.T., M.T. selaku Kaprodi Jurusan Teknik Mesin;

5. Bapak Bambang Margono. S.T., M.T, selaku Pembimbing Akademi;

6. Bapak Moch Chamim, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing Tugas Akhir;

7. Seluruh dosen dan staff Prodi Teknik Mesin Sekolah Tinggi Teknologi Warga.

Penulis menyadari bahwa dalam Tugas Akhir ini, penyusunan laporan masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca. Penulis mengharapkan laporan ini dapat berguna bagi penulis dan semua pihak yang terkait.

Surakarta, 28 September 2020

Penulis

(7)

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR ii

PERSETUJUAN LAPORAN TUGAS AKHIR iii

PERNYATAAN iv

PERSEMBAHAN v

PRAKATA vi

DAFTAR ISI vii

DAFTAR GAMBAR ix

DAFTAR TABEL xi

DAFTAR LAMPIRAN xii

ABSTRAK xiii

ABSTRACT xiv

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang 1

B. Batasan Masalah 2

C. Rumusan Masalah 3

D. Tujuan dan Manfaat 3

BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka 4

B. Dasar Teori 5

C. Hipotesis 16

BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Bahan dan Alat 17

B. Tempat dan Waktu Penelitian 27

C. Variabel Penelitian 25

D. Tahapan Penelitian 25

E. Analisa Data . 30

(8)

viii BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian 31 BAB V PENUTUP

A. Simpulan 39 B. Saran . 39 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

(9)

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Grafit besi cor kelabu 7

Gambar 2.2. Grafit besi cor nodular 8

Gambar 2.3. Grafit besi cor mampu tempa 9

Gambar 2.4. Grafit besi cor putih 10

Gambar 2.5. Diagram Fasa besi carbon 11

Gambar 2.6. Grafit ferit 11

Gambar 2.7. Grafit perlit 12

Gambar 2.8. Mesin uji kekerasan Vickers 12

Gambar 2.9. Spesimen uji kekerasan 13

Gambar 2.10. Mikroskop optik digital . 14

Gambar 2.11. Metode charpy . 14

Gambar 2.12. Metode izod 15

Gambar 2.13. Ilustrasi penguji impak Charpy 15

Gambar 3.1. Spesimen FCD 50 17

Gambar 3.2. Larutan Etsa (Alkohol dan HNO3) 17

Gambar 3.3. Autosol 18

Gambar 3.4. Amplas 18

Gambar 3.5. Microhardness tester 19

Gambar 3.6. Alat uji impak 20

Gambar 3.7. Microstructure tester 20

Gambar 3.8. Ragum 21

Gambar 3.9. Gergaji tangan 21

Gambar 3.10. Gerinda potong 22

Gambar 3.11. Mesin milling 22

Gambar 3.12. Kikir 23

Gambar 3.13. Gelas ukur 23

Gambar 3.14. Vernier caliper / jangka sorong 24

Gambar 3.15. Cawan petri 24

(10)

x

Gambar 3.16. Stopwatch 24

Gambar 3.17. Tahapan penelitian 26

Gambar 3.18. Spesimen uji impak 27

Gambar 3.19. Spesimen uji kekerasan dan Struktur mikro 28

Gambar 4.1. Grafik nilai hasil uji kekerasan Vickers 32

Gambar 4.2. Grafik uji impak rata-rata HI 20, 40, dan 60 33

Gambar 4.3. Struktur mikro FCD 50 sebelum Esta pembesaran 20X 20mm . 34

Gambar 4.4. Struktur mikro FCD 50 setelah Esta pembesaran 20X 20mm 34

Gambar 4.5. Struktur mikro FCD 50 setelah Etsa pembesaran 50X 20mm 35

(11)

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Nilai kekerasan FCD 50 . 33 Tabel 4.2. Hasil pengujian impak FCD 50 35

(12)

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Transkip Nilai Sementara Lampiran 2. Ijazah SMK

Lampiran 3. Sertifikat PPKK-MB Lampiran 4. Sertifikat LPIA

Lampiran 5. Sertifikat LPIA Convertion 1 Lampiran 6. Sertifikat LPIA Convertion 2 Lampiran 7. Sertifikat PKL

(13)

xiii

ABSTRAK

Besi cor nodular FCD 50 merupakan besi cor dengan kandungan karbon antar 3-4 %. Besi cor ini mempunyai grafit yang bebentuk bulat. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui sifat fisik atau struktur mikro dan sifat mekanik yang meliputi kekerasan Vickers dan impak material FCD 50 PT. Aneka Adhilogam Karya. Pada penelitian ini, penulis menggunakan metode analisis data kuantitatif deskriptif, yaitu mendeskripsikan data hasil pengujian secara sistematis dalam bentuk tabel grafik. Analisa data menggunakan data yang diperoleh dari hasil pengujian laboratorium yang dilakukan kemudian dimasukkan kedalam tabel, dan ditampilkan dalam bentuk grafik yang kemudian akan dianalisa dan ditarik kesimpulan. Dengan demikian dapat diketahui sifat fisik dan sifat mekanik pada material FCD 50. Dari hasil penelitian didapatkan struktur mikro yang terdapat dalam material FCD 50 terdiri dari fasa ferit, perlit, dan grafit bulat.

Untuk nilai kekerasan FCD 50 hasil rata-rata nilai kekerasan spesimen 20mm 251,9 HVN, spesimen 40mm 231,3 HVN dan spesimen 60mm 228,0 HVN. Untuk hasil ketangguhan impak hasil rata-rata spesimen 20mm 0.054 J, spesimen 40mm, 0.060 J, dan spesimen 60mm 0.030 J.

Kata Kunci : FCD 50, Sifat fisik, Sifat mekanik, ferit, perlit

(14)

xiv ABSTRACT

FCD 50 nodular cast iron with a carbon content between 3-4%. This cast iron has graphite which is round in shape. The purpose of this study was to determine the physical properties or microstructure and mechanical properties including vickers hardness and impact of the FCD 50 PT. Aneka Adhilogam Karya. In this study, the authors used descriptive quantitative data analysis methods, namely describing the test results systematically in the from of graphical tables. Data analysis uses data obtained from the results of laboratory tests carried into tables, and displayed in graphical from which will then be analyzed and conclusions drawn. Thus it can be seen the physical and mechanical properties of the FCD 50 material. The results showed that the microstructure contained in the FCD 50 material consists of ferrite, pearlite, and spherial graphite phases. For the hardnessvalue of FCD 50, the average hardness value of FCD 50, the average hardness value of specimens is 20mm 251.9 HVN, 40mm specimen 231.3 HVN, and 60mm specimen 228.0 HVN. For the results of the impact toughness, the average yield of specimens is 20mm 0.054 J, specimens 40mm 0.060 J, and specimen 60mm 0.030 J.

Keywords : FCD 50, physical properties, mechanical properties, ferrite, pearlite

(15)

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pengecoran logam adalah proses pembuatan benda dengan mencairkan logam dan menuangkan cairan logam tersebut ke dalam rongga cetakan. Proses ini dapat digunakan untuk membuat benda-benda dengan bentuk rumit. Benda berlubang yang sangat besar dan sangat sulit atau sangat mahal jika dibuat dengan metode lain, dapat diproduksi masal secara ekonomis menggunakan teknik pengecoran yang tepat. Pengecoran logam dapat dilakukan untuk bermacam-macam logam seperti, besi, baja paduan tembaga (perunggu, kuningan, perunggu alumunium dan lain sebagainya), paduan ringan (paduan alumunium, paduan magnesium, dan sebagainya), serta paduan lain, seperti paduan seng, monel (paduan nikel dengan sedikit tembaga), hasteloy (paduan yang mengandung molibdenum, chrom, dan silikon), dan sebagainya.

Proses pengecoran yang bagus, efisien, dan ekonomis akan mengurangi adanya pemborosan produksi. Sumber daya manusia yang berkemampuan tinggi juga ikut juga ikut berperan dalam menghasilkan produk yang mampu bersaing dengan produk luar negeri. Kualitas suatu produk pengecoran sangat dipengaruhi oleh metode pengecoran yang dilakukan. Salah satu metode pengecoran yang paling sering digunakan adalah pengecoran dengan cetakan pasir. Pada pengecoran cetakan pasir proses ini banyak parameter yang berpengaruh terhadap sifat mekanik dan kualitas hasil pengecoran, antara lain adalah komposisi bahan pengikat pada cetakan pasir proses yang akan mempengaruhi kualitas produk pengecoran yang dihasilkan.

Besi cor nodular adalah besi cor yang memiliki grafit berbentuk bulat, oleh karenanya BCN juga dikenal sebagai besi cor spherulitik. Besi cor ini memiliki keuletan yang tinggi sehingga sering juga disebut Besi Cor Ulet (Ductile Cast Iron). Sampai seberapa jauh BCN berperan dalam kehidupan kita terutama dalam bidang industri pengecoran logam, serta bagaimana

(16)

2

perkembangan dan prospeknya di masa datang akan menjadi pokok bahasan dalam tulisan ini. Pada tanggal 7 Mei 1948 mulailah babak perkembangan baru mengenai segala hal yang menyangkut BCN. Pada saat itu Henton Morrogh menulis tentang pembentukan struktur grafit bulat dalam besi cor apabila dilakukan penambahan cerium. Kemudian pada tahun 1949 Inco (International Nickel Co) mengeluarkan lisensi yang berisikan tentang pembuatan besi cor bergrafit bulat dengan proses penambahan magnesium. Kemudian tak lama kemudian lisensi tersebut mendapat tanggapan dari Prof.Howard Taylor dari MIT dengan mengadakan suatu pertemuan yang membahas BCN di Swampscott, sehingga pertemuan itu merupakan konferensi pertama yang membahas tentang BCN dan menjadi titik awal perkembangan industri BCN.

Besi cor merupakan material yang digunakan terutama untuk membuat peralatan komponen rumah tangga, alat transportasi, dan lain lain. besi cor mempunyai beberapa jenis salah satunya besi cor nodular (FCD). Besi cor nodular merupakan salah satu material teknik yang paling digunakan karena proses pembuatan yang mudah dan mempunyai sifat mampu las rendah serta ketahanan aus yang juga rendah. Namun demikian material besi cor ini memiliki sifat mampu mesin dan mampu cor yang baik. Unsur di dalam besi cor tidak hanya karbon (C) saja, namun masih ada kandungan lain seperti : silicon (Si), mangan (Mn), sulfur (S) dan fosfor (P). selain unsur unsur yang sudah dijelaskan ada bebrapa faktor lain yang mempengaruhi sifat sifat besi cor seperti : proses pembekuan, laju pendinginan, dan perlakuan panas terhadap besi cor.

B. Batasan Masalah

Dalam suatu pemecahan masalah sangat penting dilakukan pembatasan masalah-masalah, agar di dalam pembuatan tugas akhir atau penelitian tidak keluar dari batasan batasan tersebut sehingga tidak terjadi kesalahan dalam penafsiran. Dari permasalahan di atas, maka batasan masalahnya sebagai berikut:

(17)

3

1. Bahan penelitian dari material FCD 50 PT. Aneka Adhilogam Karya;

2. Pengujian yang dilakukan sifat fisik atau struktur mikro material FCD 50;

3. Ketebalan material 20mm, 40mm, 60mm, pengujian sifat mekanik berupa uji kekerasan dan impak pada material FCD 50.

C. Rumusan Masalah

Dari masalah diatas, maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :

1. Bagaimana perbedaan ketebalan pada sifat mekanik kekerasan dan impak material FCD 50?

2. Bagaimana bentuk sifat fisik atau struktur mikro pada perbedaan ketebalannya material FCD 50?

D. Tujuan dan Manfaat

Tujuan penelitian ini antara lain:

1. Untuk mengetahui nilai kekerasan vickers dan nilai impak material FCD 50 PT. Aneka Adhilogam Karya; dan

2. Untuk mengetahui perbedaan grafit pada setiap perbedaan ketebalanya.

Adapun manfaat penelitian ini antara lain:

1. Memberikan pengetahuan tentang sifat mekanik dan fisik pada material FCD 50;

2. Dapat membantu pengetahuan pada industri nasional, khususnya yang berhubungan dengan elemen mesin dan industri logam;

3. Memberikan pengetahuan sifat karakteristik bahan logam pada industri.

(18)

4

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan pustaka

“Zamroji (2018) melakukan penelitian tentang pengaruh heat treatment (hardening) terhadap sifat mekanik dan struktur mikro besi cor nodular (FCD60). Dari hasil penelitian yang dilakukan struktur mikro pada besi cor nodular (FCD60) terdapat fasa penyusun antara lain ferrite, pearlite dan carbide. Spesimen non heat treatment memiliki rata rata kekerasan sebesar 21 HRC, spesimen hasil heat treatment 800 °C memiliki kekerasan rata rata sebesar 25,53 HRC, spesimen hasil heat treatment 850 °C memiliki kekerasan rata rata sebesar 40,33 HRC, spesimen hasil heat treatment 900 °C memiliki kekerasan rata rata sebesar 38,66 HRC. Nilai kekerasan terbesar yaitu hasil heat treatment 850 °C yaitu sebesar 40,33 HRC. Spesimen hasil heat treatment memilki susunan butiran yang semakin besar, jumlah ferrite meningkat dan carbide juga mengalami peningkatan.”

“Suhatmoko (2008) melakukan penelitian tentang analisa perlakuan panas austempering pada besi cor nodular FCD 50 terhadap kekuatan impak dan kekerasannya. Hasil pengujian yang dilaksanakan bahwa pengaruh perlakuan panas austempering meningkatkan kekuatan impak dan kekerasannya. Kekuatan impak spesimen mengalami peningkatan sebesar 42,78% dari 30,52 J menjadi 53,34 J. sedangkan kekerasannya meningkat 71,71% dari 118,61 BHN menjadi 419,32 BHN. Untuk struktur mikronya yang telah mengalami austempering mengalami pengecilan bentuk nodul pada grafitnya dan jumlah nodul lebih merata daripada sebelum mengalami perlakuan panas.”

“Surdian dan Chijiwa (1989) meneliti besi cor adalah jenis material yang sudah lama digunakan manusia untuk menunjang kehidupan dalam bentuk peralatan rumah tangga, permesinan, dan alat transportasi. Di dalam besi cor mengandung karbon, silium, fosfor, dan belerang. Unsur karbon

(19)

5

dalam besi cor berupa sementit, karbonaktif, atau grafit. Besi cor digolongkan dalam enam macam : besi cor ductile/nodular (bergrafit bulat), besi cor kelabu, besi cor tingkat tinggi, besi cor kelabu paduan, besi cor mampu tempa dan besi cor cil.”

B. Dasar Teori 1. Besi cor

“Besi cor merupakan paduan antara unsur besi yang mengandung carbon (C), silicon (Si), mangan (Mg), phosfor (P) dan sulfur (S), pada besi cor karbon biasanya antara 2% sampai 6,67% sedang pada baja kandungan karbon hanya mencapai 2%, semakin tinggi kadar karbon yang ada pada besi cor akan mengakibatkan besi cor rapuh getas. Selain dari karbon besi cor juga mengandung silicon (Si) (1-3%), mangan (0,25-15%), dan phosphor (p) (0,05,15%), selain itu juga terdapat unsur-unsur lain yang ditambahkan untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu (Surdia dan Saito, 1984).”

“Kehadiran silicon dalam besi cor mengakibatkan terjadinya dekomposisi karbida-karbida menjadi besi dan grafit: Fe3C-Si> 3Fe+C grafit. Proses dekomposisi ini disebabkan oleh sifat Fe3C yang stabil.

Dekomposisi ini disebut grafitisasi yang menghasilkan grafit dalam besi cor. Selain unsur-unsur yang ditambahkan dalam besi cor,juga terdapat faktor-faktor penting lainya yang dapat mempengaruhi sifat-sifat besi cor tersebut antara lain proses pembekuan laju pendinginan dan perlakuan panas yang dilakukan (Surdia & Saito, 1984).”

“Besi cor mempunyai keuntungan yaitu mampu tuang (castability) yang baik, kemudahan proses produksi dan rendahnya proses temperatur kamar. Akan tetapi besi cor mempunyai titik lebur yang relatif rendah yakni 1150 ºC-1300 ºC dan dapat dituang kedalam bentuk-bentuk yang sulit. Hal ini merupakan keuntungan dari besi cor karena mendapatkan bentuk benda yang diinginkan hanya diperlukan proses pemanasan dan juga besi cor mempunyai kekerasan, ketahanan aus, dan ketahanan

(20)

6

terhadap korosi yang cukup baik. Salah satu logam yang banyak digunakan oleh manusia untuk keperluan industri dan rekayasa adalah besi cor (Surdia dan Saito, 1984).”

“Selain itu dalam besi cor terdapat unsur yang lain untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu. Selain terdapat unsur-unsur yang ditambahkan pada besi cor, terdapat faktor yang penting yang mempengaruhi sifat besi cor yaitu laju pendingan, proses pembekuan dan heattreatment. Besi cor dalam industri banyak digunakan karena mempunyai mampu tuang yang baik, kemudahan dalam proses machining, serta rendahnya temperatur ruang. Akan tetapi besi cor mempunyai titik lebur yang relatif rendah yakni 1150ºC - 1300ºC dan dapat dituang kedalam bentuk-bentuk yang sulit. Besi cor juga mempunyai kekerasan, ketahanan terhadap korosi dan ketahanan aus yang baik (Danu, 2019).”

2. Klasifikasi Besi Cor

a) Besi Cor Kelabu (Gray Cast Iron)

“Zainul (2017) menyatakan bahwa besi cor kelabu memiliki kandungan silicon relatif tinggi yaitu antara 1- 3%. Dengan silicon sebesar ini, besi cor akan membentuk garfit dengan mudah, sehingga fasa karbida Fe3C tidak terbentuk. Grafit serpih besi cor ini terbentuk saat proses pembekuan. Besi cor kelabu memiliki kandungan karbon antara 2,5 - 4,0 persen, dan kandungan mangan antara 0,2 - 1,0 persen.

Sedangkan kandungan phospor antara 0,002 - 1,0 persen, dan sulfur antara 0,02 - 0,025 persen.” Berikut di bawah adalah struktur mikro besi cor kelabu pada Gambar 2.1.

(21)

7

Gambar 2.1 Grafit besi cor kelabu (Zainul, 2017)

Salah satu karekteristik dari besi cor ini adalah bidang patahannya yang akan terjadi dengan rambatan yang melintasi satu serpih ke serpih yang lainnya. Karena sebagian besar permukaan patahan melintasi serpih-serpih grafit, maka permukaannya berwarna kelabu. Untuk itu disebut besi cor kelabu, besi cor ini memiliki kapasitas peredaman tinggi.

b) Besi Cor Nodular

“Zainul (2017) menyatakan bahwa besi cor nodular dibuat dengan menambahkan sedikit unsur magnesium atau serium. Penambahan unsur ini menyebabkan bentuk grafit besi cor menjadi nodular, atau bulat, atau speroid, perubahan bentuk grafit ini diikuti dengan perubahan ke uletan.

Maka dari itu, besi cor nodular disebut besi cor ulet, besi cor ini memiliki keuletan antara 10 - 20%.” Berikut dibawah adalah struktur mikro besi cor nodular pada Gambar 2.2.

(22)

8

Gambar 2.2 Grafit besi cor nodular (Zainul, 2017)

“Besi cor nodular memiliki kandungan karbon antara 3,0- 4,0%, kandungan silicon antara 1,8-2,8% dan mangan antara 0,1- 1,0%. Sedang kankandungan fosfornya antara 0,01- 0,1% dan sulfur antara 0,01- 0,03%. Perlakukan panas yang diterapkan pada besi cor nodular akan menghasilkan besi cor ferit, perlit atau martensit temper. Dengan sifat yang dimilikinya, besi cor ini banyak digunakan untuk aplikasi poros engkol, pipa dan suku cadang khusus (Zainul, 2017).”

c) Besi Cor Mampu Tempa

Besi cor mampu tempa dibuat dari besi cor putih dengan menerapkan suatu perlakuan panas. Perlakuan panas yang diterapkan pada besi cor putih umumnya adalah anil. Dengan perlakuan ini fasa – fasa karbida akan terdekomposisi menjadi besi dan grafit. Grafit yang terbentuk tidak serpih atau bulat, namun berbentuk gumpalan grafit yang tidak memiliki tepi yang tajam. Besi cor mampu tempa memiliki kandungan karbon antara 2,2-2,9 persen, kandungan silicon antara 0,9- 1,9 persen, dan mangan antara 0,15-1,2 persen, sedangkan kandungan fosfornya antara 0,02-0,2 persen dan sulfur antara 0,02 - 0,2 persen (Zainul, 2017).” Berikut di bawah adalah grafit besi cor mampu tempa pada Gambar 2.3.

(23)

9

Gambar 2.3 Grafit besi cor mampu tempa (Zainul, 2017)

Perlakuan panas yang dialaminya dapat membentuk besi cor berfasa feritik, perlitik atau martensit temper. Perubahan struktur pada laku panas diikuti jugadengan perubahan sifat mekaniknya. Besi cor ini memiliki keuletan yang tinggi dan mampu tempa yang baik.

d) Besi Cor Putih

“Zainul (2017) menyatakan bahwa besi cor putih dibuat dengan pendinginan yang sangat cepat. Pada laju pendinginan yang cepat akan terbentuk karbida Fe3C yang metastabil dan karbon tidak memiliki kesempatan untuk membentuk grafit. Karbida yang terbentuk mencapai sekitar 30 persen volume. Besi cor putih mengandung karbon antara 1,8 - 3, 6%, dan kandungan mangan antara 0,25 - 0,80%. Sedangkan kandungan fosfornya antara 0,06 - 0,2%, dan sulfur antara 0,06 - 0,2%”.

Berikut dibawah adalah gambar grafit besi cor putih pada Gambar 2.4.

(24)

10

Gambar 2.4 Grafit besi cor putih (Zainul, 2017)

Besi cor ini memiliki sifat yang getas, namun memiliki kekerasan yang tinggi. Sifat yang dimilikinya menyebabkan besi cor ini lebih aplikatif untuk suku cadang yang mensyaratkan ketahanan aus tinggi.

3. Metalografi

“Metalografi merupakan suatu metode untuk menyelidiki struktur logam dengan menggunakan mikroskop eptis dan mikroskop elektron.

Sedangkan struktur yang terlihat pada mikroskop tersebut disebut mikrostruktur. Pengamatan tersebut dilakukan terhadap spesimen yang telah diproses sehingga bisa diamati dengan pembesaran tertentu (Danu, 2019).”

4. Struktur mikro

Struktur mikro adalah suatu pengujian mengenai struktur bahan melalui pembesaran dengan menggunakan mikroskop khusus metalografi.

Dengan pengujian struktur mikro, kita bisa mengamati bentuk dan kristal logam, kerusakan logam akibat proses deformasi, proses perlakuan panas, dan perbedaan komposisi (Danu, 2019).”

5. Diaram Fasa Besi Corbon Fe – Fe3C

“Danu (2019) menyatakan bahwa diagram kesetimbangan fasa Fe- Fe3C adalah alat penting untuk memahami struktur mikro dan sifat-sifat baja karbon. Suatu jenis logam paduan besi (Fe) dan karbon (C). Diagram fasa Fe-Fe3C juga merupakan dasar pembuatan baja dan besi cor dalam pembuatan logam” seperti pada Gambar 2.5.

(25)

11

Gambar 2.5 Diagram Fasa Besi Carbon (Danu, 2019)

a) Ferit

Ferit adalah larutan padat karbon dan unsur paduan lainnya pada besi. Ferit terbentuk akibat proses pendinginan yang lambat dari austenite baja hypotektoid pada saat mencapai a3. Ferit bersifat lunak, ulet, tahan korosi dan memiliki kekerasan sekitar 70 – 100 BHN dan memiliki konduktifitas yang tinggi pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Grafit Ferit (Danu, 2019)

(26)

12

b) Perlit

Merupakan elektroid yang terdiri dari 2 fasa yaitu ferit dan sementit. Kedua fasa ini tersusun dari bentuk yang halus. Pearlit hanya dapat terjadi di bawah 723°C. Sifatnya kuat dan tahan terhadap korosi serta kandungan karbonnya 0,83% pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7 Grafit Perlit (Danu, 2019) 6. Uji Kekerasan Vickers

Pengujian kekerasan dilakukan dengan menggunakan metode yaitu metode Vickers untuk mengetahui perubahan kekerasan besi cor nodular dengan menggunakan mesin “Micro Hardness Tester” pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8 Mesin uji kekerasan

Pengujian “Vickers” dilakukan dengan penjejakan atau identasi pada sampel uji menggunakan indentor intan berbentuk piramida sudut 136⁰ pada tekanan 40 gram selama 10 detik, sedang pada pengujian Brinell digunakan

(27)

13

beban tekan 187,5 kgf dengan diameter penetrator atau bola baja sebesar 2,5 mm. Nilai kekerasan Vickers ditentukan dengan mengukur jejak diagonal identasi yang terdapat pada sampel uji berdasarkan yang berbentuk segi empat atau belah ketupat. Berikut di bawah gambar spesimen pada Gambar 2.9.

=

Dengan:

VHN = Vickers Hardness Number (MPa) P = Beban yang digunakan ( Kg ) D = diagonal rata rata ( mm )

Ɵ = Sudut diantara permukaan intan yang berhadapan = 136̊

HV = Hardness Vickers

Gambar 2.9 Spesimen Uji Kekerasan

7. Pengujian Struktur Mikro

Pengamatan struktur mikro besi cor nodular yang dilakukan dengan menggunakan mikroskop optik digital mulai tahapan pemotongan sampel, mounting, pengampelasan, pemolesan dan etsa sampai dengan pengambilan foto menggunakan mikroskop optik pada Gambar 2.10.

“Zainul (2017) menyatakan bahwa pembingkaian benda uji dilakukan dengan menggunakan resin, selanjutnya dilakukan pengamplasan benda uji pada bagian permukaan yang akan diuji dengan amplas sesuai tingkat kekasaran yang menurun sampai permukaan siap untuk dipoles mulai amplas 120, 240, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500 dan 2000, terus dipoles menggunkan serbuk alumina, lalu dilakukan etching menghilangkan kotoran

(28)

14

nabati dan agar mikrostruktur dapat diamati menggunakan campuran larutan 65 % HCl dan 35% HNO3.”

Gambar 2.10 Mikroskop Optik Digital 8. Uji Impak

Uji Impak dilakukan dengan cara memberikan pembebanan secara tiba-tiba atau secara kejut terhadap benda yang akan diuji secara statik.

dengan bentuk penampang bujur sangkar ukuran 10x10x55 mm, sudut takik V-45^ dengan kedalaman 2 mm, jari-jari 0,25 mm (Zainul, 2017). Secara umum metode Pengujian Impak Terdiri Dari Dua Jenis, yaitu:

a) Metode Charpy merupakan pengujian impak dengan meletakkan posisis pesimen uji pada tumpuan dengan posisi horizontal / mendatar dan arah pembebanan berlawanan dengan arah takikan pada Gambar 2.11.

Gambar 2.11 Metode charpy (Firmansyah,2020)

b) Metode Izod merupakan pengujian impak dengan meletakkan posisi spesimen uji pada tumpuan dengan posisi dan arah pembebanan searah dengan arah takikan pada Gambar 2.12.

(29)

15

Gambar 2.12 Metode izod (Firmansyah,2020)

Besar ketangguhan dan kegetasan brnda uji diketahui dengan mengetahui dan melihat seberapa besar energi yang diserap untuk mematahkan benda uji tepat pada takik dan permukaan hasil patahan pada Gambar 2.13.

Gambar 2.13 Ilustrasi penguji impak charpy (Firmansyah,2020)

Jika besar energi yang diserap oleh bahan pada saat terjadi patahan (E) maka besar nilai Impact Charpy (K) ditentukan berdasarkan persamaan:

𝑬 = 𝑚. 𝑔. 𝜆 ( − 𝐶𝑜𝑠 𝛼)

Besar harga Impact Charpy (K) ditentukan berdasarkan persamaan :

dengan :

E = Energi atau Eserap (joule) m = berat pendulum (kg) g = gravitasi bumu (9,8 m/dt²)

(30)

16

cos α = Sudut posisi awal pendulum cos β = Sudut posisi akhir pendulum R = Jarak lengan pengayun (m) A = luas penampang patahan (mm²)

C. HIPOTESIS

Berdasarkan kajian teori dan kerangka pemikiran di atas, maka dapat dirumuskan suatu jawab sementara yang harus diuji kebenarannya yaitu:

H0¹ = Variasi perbedaan ketebalan pada material FCD 50 dapat merubah sifat mekanik, kekerasan dan impak.

Ha1 = Variasi perbedaan ketebalan pada material FCD 50 tidak dapat merubah pada sifat mekanik, kekerasan dan impak.

H02 = Perbedaan ketebalan material dapat merubah sifat fisik atau struktur mikro yang terbentuk pada FCD 50.

Ha2 = Perbedaan ketebalan material tidak dapat merubah sifat fisik atau struktur mikro yang terbentuk pada FCD 50.

(31)

17

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Bahan Dan alat

1. Bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini antara lain : a) Spesimen FCD 50 ketebalan 20 mm, 40 mm, dan 60 mm.

Bahan yang akan diuji paberikut pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Spesimen FCD 50 b) HNO3 & Alkohol.

HNO3 dan Alkohol merupakan larutan yang digunakan pada proses etsa dalam pengujian mikrostruktur. Perbandingan larutan yang digunakan iyalah HNO3sebanyak 1 ml dan Alkohol 20 ml berikut pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Larutan Etsa (Alkohol dan HNO3)

(32)

18

c) Autosol

Autosol adalah pembersih atau pengkilap semua jenis logam, berfungsi sebagai penghilang kotoran, korosi, dan minyak pada semua jenis logam, autosol juga mengkilapkan dan melindungi logam dari korosi berikut pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Autosol d) Amplas

Amplas adalah sejenis alat kerja yang terbuat dari kertas atau kain yang telah ditambahkan dengan bahan yang kasar seperti butiran pasir sehingga kadang-kadang disebut juga dengan kertas pasir.

Amplas berfungsi untuk membuat permukaan benda yang kasar menjadi lebih halus. Sebelum melakukan pengujian mikrostruktur material harus diamplas terlebih dahulu dari amplas yang terkasar sampai yang terhalus. Amplas yang digunakan penulis yaitu 100, 200, 360, 600, 800 dan 1000 berikut pada Gambar 3.14.

Gambar 3.4 Amplas

(33)

19

2. Alat

Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah : a) Microhardness tester

Microhardness tester merupakan alat uji kekerasan dari suatu material, dengan pengujian ini dapat mudah mengetahui gambaran sifat mekanis sutu material. Metode pengujian kekerasan material yang digunakan padaa penelitian ini iyalah metode vickers. Metode pengujian kekerasan vickers dilakukan dengan cara menekan benda uji dengan indenton intan yang berbentuk piramida dengan alas segi empat dan besar sudut dari permukaan yang berhadaapan 136º. Metode vickers dapat digunakan pada hampir semua logam dan indentornya dapat menguji material yang lunak hingga keras berikut pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5 Microhardness tester b) Mesin Pengujian Impak

Uji impak adalah dengan memukul benda yang akan diuji kekuatannya dengan pendulum yang berayun. Pendulum tersebut ditarik hingga ketinggian tertentu lalu dilepas, sehingga pendulum tersebut

(34)

20

memukul benda uji hingga patah. Benda uji diletakkan secara mendatar dan ditahan pada sisi kiri dan kanan berikut pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6 Alat uji impak c) Microstructure tester

Microstructure tester merupakan mikroskop yang digunakan untuk mengamati struktur mikro dari material yang diuji, dimana sebelumnya telah dilakukan proses etsa sehingga struktur mikro material yang diuji dapat terlihat lebih jelas berikut pada Gambar 3.7.

Gambar 3.7 Microstructure tester

(35)

21

d) Ragum

Ragum merupakan perkakas kerja bangku yang digunakan untuk menjepit benda kerja, dimana materialnya terbuat dari besi tuang atau besi tempa. Rahang ragum dapat menutup dengan cara memutar tuas ragum berlawanan arah jarum jam, sebaliknya untuk membuka rahang ragum dengan cara memutar tuas searah jarum jam berikut pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8 Ragum e) Gergaji tangan

Gergaji tangan adalah perkakas kerja bangku yang berfungsi sebagai pemotong atau pembuat alur yang sederhana, dimana pada sisinya terdapat gigi-gigi pemotong yang dikeraskan. Sifat gergaji tangan itu lentur, yang bertujuan agar tidak mudah patah maka bagian gergaji tangan yang dikeraskan hanyalah gigi-giginya saja berikut pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9 Gergaji tangan f) Gerinda potong

Gerinda potong digunakan untuk memotong spesimen besi cor nodular yang masih berbentuk balok yang akan dibuat untuk spesimen uji impak berikut pada Gambar 3.10.

(36)

22

Gambar 3.10 Gerinda potong g) Mesin milling

Mesin milling digunakan untuk membuat spesimen uji impak sesuai dengan yang telah ditentukan sebelumnya. berikut pada Gambar 3.11.

Gambar 3.11 Mesin milling h) Kikir

Kikir adalah suatu batang baja karbon tinggi yang permukaannya mempunyai gigi-gigi pemarut. Kegunaan kikir pada dasarnya membuang sebagian benda kerja dengan jalan memarut sehingga menjadi rata, cembung, cekung dan lain-lain. Ujung kikir sampai pada batas tangkainya dinamakan badan dan panjang badan inilah ukuran panjang kikir. Seluruh badan kikir ini dikeraskan, sedangkan tangkainya tidak.

Bentuk kikir juga ada bermacam-macam sesuai fungsi dan kebutuhannya

(37)

23

antara lain, kikir rata, bujur sangkar, segitiga, bulat, setengah bulat, belah ketupat dan lain-lain berikut pada Gambar 3.12.

Gambar 3.12 Kikir i) Gelas ukur

Gelas ukur merupakan gelas tabung yang digunakan untuk mengukur volume larutan. Material dari gelas ukur dapat terbuat dari plastik atau kaca berikut pada Gambar 3.13.

Gambar 3.13 Gelas ukur j) Vernier caliper

Vernier caliper/Jangka sorong adalah alat ukur yang mampu mengukur panjang, kedalaman, maupun diameter dalam suatu benda kerja. Jangka sorong memiliki tiga bagian yang saling bergerak secara bersamaan dalam pengukuran yaitu rahang luar untuk mengukur diameter luar dan panjang, rahang dalam untuk mengukur diameter dalam dan ekor untuk mengukur kedalaman. Hasil pengukuran dari ketiga fungsi jangka sorong tersebut, memiliki cara menghitung dan pembacaan yang sama berikut pada Gambar 3.14.

(38)

24

Gambar 3.14 Vernier caliper/jangka sorong k) Cawan Petri

Cawan petri merupakan wadah yang berbentuk silinder dan terbuat dari kaca yang digunakan untuk wadah pencampuran antara alkohol dan HNO3 berikut pada Gambar 3.15.

Gambar 3.15 Cawan Petri

l) Stopwatch

Stopwatch adalah alat ukur waktu yang digunakan untuk mengukur lamanya waktu proses electroplating berikut pada Gambar 3.16.

Gambar 3.16 Stopwacth

(39)

25

B. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian tentang besi cor nodular / FCD 50 ini dilaksanakan di laboratorium metalurgi, program studi Teknik Mesin, Akademi Teknologi Warga Surakarta. Adapun pembuatan spesimen akan dilaksanakan di PT.

Aneka Adhilogam Karya. Sedangkan pengujian yang dilaksanakan adalah uji kekerasan, uji impak, dan uji struktur mikro. Penelitian akan dilaksanakan pada bulan April 2020.

C. Variabel Penelitian

Variabel bebas yang digunakan dalam penelitian ini adalah material FCD 50 dengan variasi ketebalan yang berbeda 20 mm, 40 mm, dan 60 mm.

Adapun variabel terikat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain : 1. Hasil pengujian Sifat mekanik, Kekerasan Vickers dan Impak.

2. Hasil Pengujian Sifat fisik atau Struktur mikro.

D. Tahap Penelitian

Penelitian ini adalah penelitian tahap pertama dari suatu rangkaian penelitian dengan tujuan pembuatan FCD 50. Selanjutnya penelitian akan dilakukan dengan mengikuti diagram alir seperti terlihat pada Gambar 3.17.

(40)

26

T

Y

Gambar 3.17 Tahapan Penelitian Mulai

Persiapkan alat dan bahan

Uji sifat fisik dan Uji Mekanik

Pengumpulan Data

Analisis Hasil dan pembahasan Pembuatan Spesimen

Identifikasi masalah

Kesimpulan dan saran Sifat fisik dan mekanik berubah?

Selesai

(41)

27

Keterangan : 1. Mulai

Tahap ini akan memulai penelitian.

2. Identifikasi masalah

Pada tahap ini mempelajari mengidentifikasi masalah yang terjadi untuk selanjutnya digunakan untuk kajian pada penelitian.

3. Mempersiapkan bahan dan alat

Pada tahap adalah proses penyiapan bahan dan alat yang digunakan dalam proses penelitian.

4. Tahap pembuatan spesimen

Spesimen awal berbentuk balok dengan panjang dan dipotong dengan mesin gerindra potong sebanyak tiga spesimen uji. Peneliti melakukan proses machining menggunakan mesin milling dengan ukuran yang di sesuaikan spesimen menggunakan ukuran yang sudah ditentukan berikut pada Gambar 3.18.

Gambar 3.18 Spesimen uji impak 5. Tahap Pengujian bahan

a) Spesimen Uji kekerasan dan uji struktur mikro yang digunakan menggunakan spesimen besi cor nodular atau FCD 50 berikut pada Gambar 3.19.

(42)

28

Gambar 3.19 Spesimen uji kekersan dan Struktur mikro

b) Pengujian Impak.

Berikut langkah proses pengujian impak : (1). Menyalakan impact testing machine.

(2). Mengangkat lengan ayun dari mesin hingga (sudut α) 140°.

(3). Lalu klik tombol kuning (absorb) dan klik kalibrasi pada mesin.

(4). Lepaskan lengan ayun dengan menekan tombol hijau (put).

(5). Setelah dikalibrasi lengan ayun (pendulum), siapkan spesimen yang akan diuji impak.

(6). Letakkan spesimen dengan cara menyenterkan pendulum tepat ditengah tengah alur V dari spesimen.

(7). Angkat pendulum pada sudut 140° dan tekan tombol kuning.

(8). Setelah itu, lepaskan pendulum dengan tombol hijau.

(9). Catat hasil dari pengujian impak.

c) Pengujian Kekerasan.

Berikut langkah langkah pengujian kekerasan Vickers : (1). Siapkan spesimen yang akan diuji kekerasan.

(2). Lalu ratakan spesimen jika spesimen belum rata dan masih terdapat kotoran pada spesimen dengan menggunakan kikir segiempat.

(3). Setelah proses meratakan permukaan spesimen telah selesai, kemudian lanjut proses polishing menggunakan amplas grade 150, 220, 320, 550, 600, 850, dan 1000.

(43)

29

(4). Setelah semua perataan dan polishing permukaan uji terlah selesai, kemudian masuk proses pengujian spesimen langsung menggunakan mesin microhardness vickers.

(5). Langkah awal yang dilakukan sebelum menguji kekerasan dilakukan adalah mengatur kefokusan lensa pada permukaan spesimen.

(6). Setelah fokus pada material ditemukan, kemudian tekan tombol START, tunggu proses penekanan identor selama 15 detik, setelah itu mensejajarkan garis pembaca diagonal dan tidak boleh bertumpuk, setelah itu tekon tombol CLR.

(7). Kemudian menggeser garis kearah ujung-keujung bekas identor yang berbentuk belah ketupat untuk membaca diagonal 1 dan tekan tombol lensa.

(8). Lalu putar lensa kearah vertikan kemudian lakukan pembacaan diagonal diagonal 2 sesuai pembacaan sebelumnya.

(9). Lalu catat hasil pengujian yang terlihat di display alat uji yaitu D1, D2, dan hasil kekerasan vickers.

d) Pengujian Struktur mikro

Berikut langkah langkah pengujian struktur mikro : (1). Siapkan spesimen yang akan diuji mikro struktur.

(2). Amplas spesimen yang akan diuji hingga halus dengan menggunakan amplas nomer 200, 400, 500, 800 dan 1000

(3). Memberikan autosol pada spesimen yang sudah diamplas.

(4). Lalu check pada mesin mikrostruktur apabila sudah halus dan tidak ada kotoran maka spesimen siap diberi larutan ETSA.

(5). membuat larutan ETSA dengan mencampurka larutan alkohol dan HNO3 dengan perbandingan 10:2 ml.

(6). Setelah itu, celup spesimen yang akan diuji di larutan ETSA dengan waktu penahanan ± 5 detik.

(7). Lalu bilas spesimen dengan air yang mengalir (8). Setelah dibilas, keringkan menggunakan hairdryer.

(44)

30

(9). Lalu cek spesimen uji pada lensa, apabila belum terlihat jelas maka putar tuas mikro pada mikroskop dan atur perbesaran yang di inginkan.

(10). Setelah struktur pada permukaan spesimen terlihat jelas lakukan screen dengan pembesaran yang diinginkan dan memberi nama sesuai file yang diinginkan.

6. Tahap pengumpulan data

Setelah benda uji dilaksanakan pengujian lalu pada tahap ini akan dikumpulkan data data pada pengujian yang telah dilakukan.

7. Tahap analisa dan pembahasan

Pada tahap ini hasil pengujian dianalisa kembali agar mendapatkan hasil penelitian yang validalitasnya baik.

8. Tahap kesimpulan dan saran

Pada tahap ini hasil penelitian disimpulkan dan diberi saran.

9. Selesai

Pada tahap ini sudah menyelesaikan penelitian.

E. Analisa Data

Pada penelitian ini, penulis menggunakan metode analisis data kuantitatif deskriptif, yaitu mendeskripsikan data hasil pengujian secara sistematis dalam bentuk tabel grafik. Analisa data menggunakan data yang diperoleh dari hasil pengujian laboratorium yang dilakukan kemudian dimasukkan ke dalam tabel, dan ditampilkan dalam bentuk grafik yang kemudian dianalisa dan ditarik kesimpulan. Dengan demikian dapat diketahui sifat mekanik dan sifat fisik atau struktur mikro pada material FCD 50.

(45)

31

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian

Pada hasil pembahasan penelitian ini, penulis akan membahas tentang hasil pengujian sifat mekanik kekerasan Vickers, impak, dan sifat fisik atau struktur mikro pada material FCD 50. pengujian dilakukan di Akademi Teknologi Warga Surakarta. Dari pengujian yang telah dilakukan didapatkan hasil sebagai berikut :

1. Pengujian sifat mekanik a) Hasil kekerasan Vickers

Dari hasil pengujian kekerasan Vickers akan membahas hasil pengujian kekerasan Vickers pada ketebalan 20mm, 40mm, dan 60mm.

Hasil-hasil pengujian kekerasan Vickers akan di rata-rata dan dibandingkan agar dapat mengetahui spesimen yang memiliki kekerasan tertinggi. Hasil pengujian kekerasan Vickers dapat dilihat pada Tabel 4.1 di bawah ini.

Tabel 4. 1 Nilai Kekerasan Vickers FCD 50.

Ketebalan HV 1 HV 2 HV 3 Rata-rata HV Std Deviasi

20 242,9 250,8 261,1 251,9 9,650

40 224.3 231,9 237,8 231,3 6,768

60 224.6 227,7 231,6 228,0 3,508

Berdasarkan hasil pengujian kekerasan pada Tabel 4.1 mendapatkan hasil rata-rata dan dibuat grafik dapat dilihat grafik uji kekerasan pada Gambar 4.1 di bawah ini.

(46)

32

Gambar 4.1 Grafik nilai hasil Uji kekerasan Vickers

Pada Tabel 4.1 dan Gambar grafik 4.1 di atas maka penulis menyimpulkan bahwa nilai kekerasan tertinggi terdapat pada spesimen 20mm, karena tingkat pendinginan pada spesimen 20mm terlalu cepat dibandingkan pada spesimen 40mm dan 60mm. Pada spesimen 20mm memiliki fasa perlit yang baynyak mengakibatkan nilai kekerasan yang lebih tinggi dari pada spesimen 40mm dan 60mm yang memiliki fasa ferit yang banyak.

b) Hasil pengujian Impak

Berdasarkan hasil pengujian impak akan membahas hasil pengujian impak pada ketebalan 20mm, 40mm, dan 60mm. Hasil-hasil pengujian impak akan di rata-rata dan dibandingkan agar dapat mengetahui spesimen yang memiliki ketangguhan tinggi. Pada hasil pengujian impak dapat dilihat pada Tabel 4.2 di bawah ini.

Tabel 4.2 hasil pengujian impak FCD 50.

Ketebalan E/Energi 1 E/Energi 2 E/Energi 3 Rata-rata E/Energi

Std Deviasi

20 0,036 0,072 0,054 0,054 0,018

40 0,109 0,035 0,035 0,060 0,043

60 0,036 0,019 0,035 0,030 0,010

(47)

33

Pada hasil pengujian impak pada Tabel 4.2 mendapatkan hasil rata-rata dan dibuat grafit dapat dilihat grafik impak pada Gambar 4.2 di bawah ini.

Gambar 4.2 Grafik uji impak rata-rata 20mm, 40mm, dan 60mm

Pada Tabel 4.2 dan grafik 4.2 di atas maka penulis menyimpulkan bahwa nilai ketangguhan tertinggi terdapat pada spesimen 40mm, karena tingkat pendingian pada spesimen 40mm lebih baik dibandingkan pada spesimen 20mm dan 60mm. Pada spesimen 40mm memiliki fasa ferit dan perlit yang baik dan mengakibatkan nilai ketangguhan lebih tinggi dari pada spesimen 20mm dan 60mm yang memiliki fasa ferit dan perlit kurang baik.

2. Hasil pengujian Sifat fisik atau struktur mikro

Berdasarkan pengujian sifat fisik di mulai dari pembahasan hasil uji struktur mikro yang membahas pembentukan grafit pada setiap spesimen, membahas grafit pada spesimen yang di teliti dari pembentukan fasa dan grafit pada spesimen. Pembentukan grafit bulat dilihat pada pembesaran 20x karena dapat dilihat dengan baik dan terlihat jelas, pada pembesaran 50x untuk melihat bentuk grafit bulat yang dihasilkan dan untuk melihat fasa ferit, perlit dan grafit.

(48)

34

a) Ketebalan 20

Pada spesimen 20mm pembesaran 20x sebelum etsa dapat dilihat pada Gambar 4.3 di bawah ini.

Gambar 4.3 Struktur mikro FCD 50 sebelum esta perbesaran 20X 20mm Pada spesimen 20mm pembesaran 20x setelah etsa dapat dilihat pada Gambar 4.4 di bawah ini.

Gambar 4.4 Struktur mikro FCD 50 setelah esta perbesaran 20X 20mm

Pada spesimen 20mm pembesaran 50x setelah etsa dapat dilihat pada Gambar 4.5 di bawah ini.

Ferit Ferit

Perlit

Grafit

Perlit Grafit

(49)

35

Gambar 4.5 Struktur mikro FCD 50 setelah etsa perbesaran 50X 20mm b) Grafit Ketebalan 40.

Grafit

Perlit

Ferit

Grafit

(50)

36

Gambar 4.7 Struktur mikro FCD 50 setelah esta perbesaran 20X 40mm Pada spesimen 40mm pembesaran 50x setelah etsa dapat dilihat pada Gambar 4.8 di bawah ini :

Gambar 4.8 Struktur mikro FCD 50 setelah esta perbesaran 50X 40mm c) Grafit Ketebalan 60.

Perlit Ferit

Ferit

Perlit

Ferit Grafit

(51)

37

Gambar 4.10 Struktur mikro FCD 50 setelah esta perbesaran 20X 60mm Pada spesimen 60mm pembesaran 50x setelah etsa dapat dilihat pada Gambar 4.11 di bawah ini :

Grafit

Perlit

Ferit Ferit

(52)

38

Gambar 4.11 Struktur mikro FCD 50 setelah esta perbesaran 50X 60mm Berdasrakan hasil pengetsaan pembesaran 20x setiap spesimen 20mm, 40mm dan 60mm mendapatkan hasil pada spesimen 20mm terdapat menghasilkan banyak fasa perlit dibandingkan perlit pada spesimen 40mm dan 60mm dapat dilihat pada Gambar 4.4. pada spesimen 40mm terdapat menghasilkan fasa ferit dan perlit yang sama banyaknya dapat dilihat pada Gambar 4.7. Pada spesimen 60mm terdapat menghasilkan banyak fasa ferit dibandingkan pada spesimen 20mm dan 40mm dapat dilihat pada Gambar 4.10. Pada spesimen 60mm juga terdapat banyak bentuk grafit bulat dapat dilihat pada Gambar 4.10.

Berdasarkan hasil pengestaan pembesaran 50x setiap spesimen 20mm, 40mm, dan 60mm mendapatkan hasil pada spesimen 20mm memiliki bentuk grafit yang agak melonjong dan banyak yang pecah dibandingkan pada spesimen 40mm dan 60mm dapat dilihat pada Gambar 4.5. Pada spesimen 40mm memiliki bentuk grafit yang agak bulat lebih besar dari spesimen 20mm, dan bentuk grafitnya juga masih ada yang pecah dapat dilihat pada Gambar 4.8. Pada spesimen 60mm memiliki bentuk grafit yang lebih bulat dapat dilihat pada Gambar 4.11.

Perlit

Ferit Grafit

(53)

39

BAB V PENUTUP

A. Simpulan

1. Hasil pengujian kekerasan pada spesimen ketebalan 20mm mengalami nilai kekerasan yang lebih tinggi dari pada spesimen 40mm dan 60mm karena pendinginan pada spesimen 20mm lebih cepat dibandingkan spesimen 40mm dan 60mm. Hasil pengujian impak pada spesimen ketebalan 20mm mengalami nilai ketangguhan yang kecil dibandingkan pada spesimen ketebalan 40mm dan 60mm karena pendinginan pada spesimen 20mm lebih cepat dibandingkan 40mm dan 60mm.

2. Dengan hasil pengujian sifat fisik atau struktur mikro, pada spesimen 20mm mengalami sedikit terbentuknya grafit bulat. Pada spesimen 40mm mengalami penambahan grafit bulat, tetapi pada spesimen 60mm pembentukan grafit bulat lebih banyak dan lebih baik dari pada spesimen 20mm dan 40mm. Dapat disimpulkan pembentukan grafit bulat yang baik dikarenakan lama proses pendinginan cairan besi cor.

B. Saran

1. Pada pembuatan produk lebih baik membuat produk dengan ketebalan minimal 40mm, karena pembentukan grafit bulat pada ketebalan 40 dan 60mm sangat baik dari pada ketebalan 60mm.

2. Pada material FCD 50 memiliki nilai kekerasan yang kecil, jika membutuhkan nilai kekerasan yang tinggi maka memilih pada ketebalan 20mm karena hasil kekerasan lebih tinggi dari pada nilai kekerasan pada spesimen 40mm dan 60mm.

3. Pada material FCD 50 memiliki nilai ketangguhan yang besar, jika membutuhkan nilai ketangguhan yang tinggi maka memilih pada ketebalan 40mm dan ketebalan 60mm karena hasil kekerasan lebih tinggi dari pada nilai kekerasan pada ketebalan 20mm.

(54)

40

DAFTAR PUSTAKA

Musabbikhah, dkk. Pedoman Tugas Akhir. Sukoharjo: Akademi Teknologi Warga Surakarta, Edisi Pertama, 2018.

Muhammad, Z. Analisa Pengaruh Heat Treatment (Hardening) Terhadap Sifat Mekanik dan Struktur Mikro Besi COR Nodular (FCD 60). Universitas Pamulang, Tangerang Selatan, 2018.

Galih, S. Analisa Perlakuan Panas Austempering pada Besi Tuang Nodular FCD 50 terhadap Kekuatan Impak dan Kekerasannya. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya, 2019.

Chijiwa, Tata Surdia,Teknik Pengecoran Logam , Pradnya Paramita, Jakarta, 1980.

Petrus, H. Buku Pegangan Kuliah Metalurgi Fisik. Akademi Teknologi Warga, Surakarta, 2018.

Surdia, T.; Saito, S. Pengetahuan Bahan Teknik, Edisi ke-4, PT. Pradnya Paramita, Jakarta,1984.

Noor S, Sri W, Peningkatan Sifat Mekanis Besi Cor Kelabu melalui proses Tempering. Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Tidar, Magelang, 2018.

Firmansyah, Ketahanan suatu material terhadap beban mendadak, serta faktor- faktor yang mempengaruhi sifat material tersebut, Tangerang, 2020.

Danu, Y. Pengaruh Variasi Media Pendingin Terhadap Struktur Mikro Dan Kekerasan Besi Cor Kelabu FC 25. Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta, 2019.

.Mukhlis, Z. Pengaruh Konsentrasi NaCl Terhadap Laju Korosi, Perubahan Sifat Mekanik (Kekerasan) Dan Mikro Struktur (SEM) Pada Besi Cor Nodular.

Universitas Muhammadiyah Malang, Malang, 2017.

(55)