PENGARUH VARIASI MASSA SERBUK ARANG DAN KALSIUM
KARBONAT (CaCO
3) PADA PROSES KARBURASI TERHADAP SIFAT
MEKANIK BAJA KARBON SEDANG
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
M. JUNAIDI HAKIM NST 060801008
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERNYATAAN
PENGARUH VARIASI MASSA SERBUK ARANG DAN KALSIUM KARBONAT
(CaCO3) PADA PROSES KARBURASI TERHADAP SIFAT MEKANIK BAJA
KARBON SEDANG
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali beberapa kutipan dan
ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Maret 2013
M. JUNAIDI HAKIM NST
PENGHARGAAN
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada ALLAH SWT atas segala rahmat dan karuniaNya yang telah memberikan hikmat dan kesehatan kepada penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Skripsi berjudul “Penagruh Variasi Massa Serbuk Arang dan Kalsium Karbonat (CaCO3) Pada Proses Karburasi Terhadap Sifat Mekanik Baja Karbon Sedang ”, disusun untuk menyelesaikan Program Sarjana S-1 pada Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini penulis banyak mengucapkan terimakasih kepada Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS dan bapak Drs. Herli Ginting, MS selaku dosen pembimbing skripsi yang telah banyak memberikan bimbingan. Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Sutarman selaku Dekan FMIPA USU, ketua dan sekretaris Departemen Fisika FMIPA USU Bapak Dr. Marhaposan Situmorang dan bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc, serta Dosen, staff dan karyawan Departemen Fisika FMIPA USU .
Teristimewa juga saya ucapkan terimakasih yang begitu besar kepada kedua orang tua saya yang sangat saya cintai, Ayahanda Ali Imran NST dan Ibunda Marhammah serta Ibu Maria Daulay untuk semua dukungan yang telah diberikan dalam penyelesaian tugas akhir saya ini baik dalam dukungan, moril dan materil. Tidak lupa juga saya berterimakasih kepada adik saya Latifah Hanum, S.Pd dan kepada seluruh keluarga besar saya yang sudah banyak membantu saya ucapakan terimakasih.
Ucapan terima kasih juga saya sampaikan kepada seluruh rekan-rekan stambuk 2006 Fisika FMIPA USU terutama kepada Ani, Anderson, Chandra, Novianti, Erikson, Deri, Indra, Fahri, Riri, Rianto, yang telah banyak memberikan semangat dan motivasi serta membantu selama saya di Fisika. Dan Kepada adik-adik junior stambuk 2009 Nurjannah, monora, agus, Zainaluddin dan lainnya yang tidak bisa saya sebutkan namanya saya ucapkan terimakasih karena selama ini sering memberikan dukungan. Serta tidak lupa kepada teman seperjuangan saya Zulfikar Harun, Rahmat Faisal, Indri Hafsari, Elliya Siswanti, Juli Harni dan tidak terlupakan buat yang tercinta dan terkasih Agus Ningsih atas dukungan dan perhatiaanya.
Akhir kata, Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih banyak kesalahan dan kekurangan disebabkan keterbatasan pengetahuan yang penulis miliki. Namun demikian, penulis telah berusaha semaksimal mungkin dengan harapan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya. Dan penulis juga sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan skripsi ini sehingga jadi lebih bermanfaat bagi semua pembaca.
PENGARUH VARIASI MASSSA SERBUK ARANG DAN KALSIUM KARBONAT
(CaCO3) PADA PROSES KARBURASI TERGADAP SIFAT MEKANIK BAJA
KARBON SEDANG M. JUNAIDI HAKIM NST
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi massa CaCO3 sebagai energizer pada proses karburasi terhadap sifat mekanik baja karbon sedang. Temperatur yang digunakan dalam proses karburasi berlangsung adalah 950oC dengan waktu tahan selama 3 jam. Dalam proses ini karbon didapat dari arang kayu dibuat menjadi serbuk halus dan digabungkan dengan CaCO3 sebagai energizernya. Variasi massa kalsium karbonat yaitu 0%, 5%, 10% dan 15% dari berat serbuk arang kayu yang digunakan dalam proses karburasi.
Dalam penelitian ini baja akan ditambahkan dengan kalsium karbonat dan serbuk arang kayu yang dipanaskan di dalam furnace dengan suhu 950oC lalu di Quenching. Kemudian dilakukan pengujian kekerasaaan vickers dan kekuatan tarik.
Hasil penelitian kekerasan untuk bahan original atau tanpa perlakuan sebesar 1478,57 N/mm2 dan kekuatan tarik 477,905 N/mm2. Sebelum proses Quenching nilai kekerasaan untuk sampel 5%, 10%, 15% sebesar 967,52 N/mm2, 953,113 N/mm, 963,644 N/mm2 dan sesudah di Quenching nilai kekerasaan sebesar 1585,307 N/mm2, 2143,142 N/mm2, 1883,442 N/mm2. Untuk nilai kekuataan tarik sebelum Quenching untuk sampel 5%, 10%, 15% adalah 465,625 N/mm2, 541,3 N/mm2, 492,535 N/mm2. Dan sesudah di Quenching 502,285 N/mm2, 541,3 N/mm2,501,31 N/mm2.
EFFECT OF LENGTH OF VARIATION MASSSA CHARCOAL POWDER AND CALCIUM CARBONATE (CaCO3) PROCESS ON MECHANICAL PROPERTIES
OF CARBURIZING MEDIUM CARBON STEEL M. JUNAIDI HAKIM NST
ABSTRAK
This study aimed to determine the effect of variations in the mass of CaCO3 as an energizer in the process of carburizing on the mechanical properties of medium carbon steel. The temperature used in the carburizing process takes place with the holding time is 950OC for 3 hours. In this process akarbon obtained from wood charcoal made into a fine powder and combined with CaCO3 as energizernya. Variations in the mass of calcium carbonate that is 0%, 5%, 10% and 15% of the weight of charcoal powder
used in the carburizing process.
In this study, the steel will be added with calcium carbonate and charcoal powder ayang heated in furnaces with temperatures 950OC and at guenching. Then hardness
vickers testing and tensile strength.
The results of violence to the original material or no treatment at 1478,57 N/mm2 and tensile strength 477,905/mm2. Before the violence quenching values for samples of 5%, 10%, 15% for 967,52 N/mm2, 953,113 N/ mm2, 963,644 N/mm2 and after the violence diquenching value of 1585,307 N/mm2, 2143,142 N/mm2, 1883,442 N/mm2 . For the value of the power pull before quenching for samples of 5%, 10%, 15% is 465,625 N/mm2, 541,3 N/mm2, 492,535 N/mm2. And after diquenching 502,285 N/mm2, 541,3 N/mm2, 501,31 N/mm2.
DAFTAR ISI
1.4.Tujuan Penelitian... 3
1.5. Manfaat Penelitian... 3
1.6. Sistematika Penulisan... 4
BAB II Tinjauan Pustaka 2.1. Baja………... 5
2.1.1. Baja Karbon... 6
2.1.2. Baja Paduan... 9
2.1.3. Pengaruh Unsur Campuran…………... 11
2.1.4. Pengaruh Perlakuan Panas Baja... 11
2.1.5. Perlakuan Panas (Heat Treatment)... 12
2.1.6. Pendinginan Secara Cepat... 16
2.1.7. Media Pendinginan... 16
2.2. Karburasi (Carburizing)... 17
2.2.1. Karburasi Dalan Zat Padat... 20
2.2.2. Karburasi Dalam Zat Cair... 21
2.2.3. Karburasi Dalam Gas... 21
2.2.4. Aplikasi Karburasi... 21
2.3.1. Kekerasan... 24
2.3.2. Kekuatan Tarik... 25
2.3.3. Kelentingan... 27
2.4. Bahan Baku Arang... 28
2.4.1. Kayu Bakau Sebagai Arang Aktif... 28
BAB III Metode Penelitian 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian... 30
3.2. Alat dan Bahan... 30
3.3. Diagram alir Penelitian... 31
3.4. Prosedur Penelitian... 32
3.4.1. Proses Karburasi... 32
3.4.2. Pengujian Sampel... 32
BAB IV Hasil dan Pembahasan 4.1. Hasil Penelitian... 34
4.1.1. Kekerasan... 34
4.1.2. Kekuatan Tarik... 38
4.2. Pembahasan... 39
4.2.1. Kekerasan... 39
4.2.2. Pengujian Kekuatan Tarik... 41
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Pengklasifikasian Baja Karbon dan Pemakaiaanya... 7
Tabel 2.2. Pengklasifikasian Baja Karbon dan Penggunaanya... 8
Tabel 2.3. Pengkristalan Kembali Pada Beberapa Logam... 13
Tabel 3.1. Alat... 30
Tabel 3.2. Bahan... 30
Tabel 4.1. Hasil Uji Kekerasan Permukaan Baja Karbon Sedang Sebelum Proses Quenching... 35
Tabel 4.2. Hasil Uji Kekerasan Permukaan Baja Karbon Sedang Setelah Proses Quenching... 37
Tabel 4.3. Data Hasil Pengujian Tarik Permukaan Baja Karbon Sedang Sebelum Mengalami Proses Quenching... 38
Tabel 4.4. Data Hasil Pengujian Tarik Permukaan Baja Karbon Sedang Setelah Mengalami Proses Quenching... 39
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Diagram Besi Karbon... 10
Gambar 2.2. Kekuatan Tarik………... 25
Gambar 4.1. Grafik Hubungan Antara Tegangan - Regangan... 27
Gambar 4.2. Grafik Uji Kekerasan Baja Karbon Sedang Sebelum dan Sesudah Proses
Quenching... 40
Gambar 4.3. Grafik Uji Tarik Baja Karbon Sedang Sebelum dan Sesudah Proses
