Pusat Studi Ilmu Teknik
Jurusan Teknik Mesin dan Industri Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada
PANITIA SEMINAR NASIONAL PERKEMBANGAN RISET DAN TEKNOLOGI DI BIDANG INDUSTRI KE-16
Pusat Studi Ilmu Teknik UGM Jl. Teknika Utara, Barek, Kampus UGM, Yogyakarta 55281 Telp. 0274-565834, 0274-902287 Fax. 0274-565834 email : psit@ugm.ac.id
Perkembangan Riset dan Teknologi
di Bidang Industri Ke-16
SEMINAR NASIONAL
KPTU Fakultas Teknik UGM
Yogyakarta, 27 Mei 2010
Editor: 1. Ir. Aswati Mindaryani, MSc. 2. Dr. Ing. Ir. Harwin Saptoadi, MSE 3. Dr. Ir. Rini Dharmastiti, MSc 4. Ir. Suprihastuti SR, MSc.
5. Prof. Dr. Ir. Rochmadi, SU
6. Dr. Ir. I Made Suardjaja, MSc, PhD 7. Dr. M. Noer Ilman, ST, MSc 8. Dr. Ir. Subagyo
9. Dr. Ir. Sarto, MSc.
10. Dr. Ir. Harry Sulistyo, SU.
Prosiding Seminar Nasional
Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 16
© 2010, Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Jurusan Teknik Kimia,Fakultas Teknik, Pusat Studi Ilmu Teknik, Universitas Gadjah Mada – Yogyakarta
IISBN : 978-979-95620-6-7
Alamat : Pusat Studi Ilmu Teknik UGM
Jl. Teknika Utara, Barek, Kampus UGM, Yogyakarta 55281 Telpon : (0274) 565834, 902287
Fax : (0274) 565834
Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 16
ISBN: 978-979-95620-6-7 | iii
KATA PENGANTAR
Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi Di Bidang Industri yang ke 16 yang dilaksanakan tanggal 27 Mei 2010, bertempat di KPTU Fakultas Teknik UGM merupakan seminar rutin yang diselenggarakan oleh Pusat Studi Ilmu Teknik (PSIT) Universitas Gadjah Mada. Seminar ini terlaksana atas kerjasama antara PSIT UGM dengan Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik UGM. Seminar nasional ini merupakan forum diskusi dan tukar informasi bagi para peneliti, praktisi di bidang industri dan diharapkan dapat menghasilkan interaksi yang sinergis antara akademisi dan praktisi sehingga dapat mempercepat peningkatan laju perkembangan industri nasional.
Dalam seminar ini telah disampaikan 90 makalah yang terbagi dalam sub topik : Bahan Teknik dan Mekanika Bahan, Perpindahan Panas dan Massa, Teknik Reaksi dan Teknik Pembakaran, Mekanika Fluida, Pengolahan Limbah Industri dan Lingkungan, Teknik Industri, serta
Maintenance Peralatan Industri.
Prosiding seminar ini diharapkan dapat memberikan informasi perkembangan yang paling mutakhir dalam bidang riset dan teknologi di bidang industri di Indonesia. Panitia telah berusaha semaksimal mungkin untuk menyusun semua makalah dalam bentuk prosiding yang representatif, namun masukan dan kritik dari para pembaca masih sangat diharapkan.
Seminar ini dapat terlaksana dengan sukses berkat partisipasi dan bantuan dari berbagai pihak. Panitia mengucapkan terima kasih kepada para pemakalah, para peserta dan para sponsor (PT Indofood, Kyoto University) serta semua pihak yang telah membantu penyelenggaraan acara seminar.
Yogyakarta, Juli 2010
Panitia Seminar Nasional
DAFTAR ISI
Kata Pengantar iii
Daftar Isi iv
KENDALI PROSES
1 Modifikasi di Unit Vacuum Evaporation untuk Meningkatkan Kualitas
Produk Larutan Urea Pabrik Urea Kaltim-4 Budi Setiawan dan Jaka Kirwanto
KP – 1
2 Automatic Precision Machine Vision-Aided Three-Axis Alignment System
Hendro Nurhadi, Yeong-Shin Tarng
KP – 5
3 Implementasi Teknologi Zero Reformer Pada Pabrik Besi Spons HYL-3
PT Krakatau Steel
Hendy Triatmanto dan Sulistyadi
KP – 11
4 Aplikasi Chlorine Dioxide di Sistem Air Pendingin
Nurni Astuti
KP – 17
MAINTENANCE PERALATAN INDUSTRI
5 ANALISIS SAFETY INSTRUMENTED SYSTEM SIL 1 PADA SISTEM
EVAPORATOR AMMONIA HASIL HAZOPS SIL (Studi Kasus di PT. DSM KALTIM Melamine) Basuki Rachmad
MPI – 1
6 EVALUASI UNJUK KERJA MOTOR PENGGERAK KOMPRESOR
PADA KONDISI BEBAN MAKSIMAL DENGAN METODE FBD (Studi Kasus di DSM KALTIM Melamine)
Basuki Rachmad
MPI – 7
7 Manajemen Sistem Informasi Perawatan Sebagai Pendukung Operasional di
Pertambangan Batubara(12 pt)
Raden Heru Prasetio, Heru Santoso B Rocharjo
MPI – 14
8 EVALUASI PEMILIHAN POMPA KARBAMAT TEKANAN TINGGI
dengan PENDEKATAN TINGKAT KEANDALAN dan LIFE-CYCLE
COST
(Studi kasus di pabrik Urea K3 dan Popka PT. Pupuk Kaltim) Akhmad Rosadi, Rini Dharmastiti
MPI – 19
9 Identifikasi Permasalahan Utama Sistem Manajemen Pemeliharaan dan
Usulan Perbaikan Di PT Kaltim Methanol Industri Rusdian Noor, Heru S.B. Rochardjo
MPI – 33
MEKANIKA BAHAN – BAHAN TEKNIK
10 PERANCANGAN STRUKTUR NOSEL RX 320 LAPAN AKIBAT BEBAN TERMAL DAN TEKANAN
Agus Budi Djatmiko
Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 16
ISBN: 978-979-95620-6-7 | v
11 BASIC MATERIAL SELECTION DESIGN OF ALUMINUM IN
AIRCRAFT STRUCTURE
Akhmad Farid
MBT – 8
12 RANCANG BANGUN MESIN PEMOTONG KONTUR SAMBUNGAN PIPA
Amnur Akhyan
MBT – 14
13 Analisa Metode Lapisan Brazing pada Pencegahan Korosi Daerah HAZ Heri Wibowo dan Riswan Dwi Jatmiko
MBT – 21
14 Pengaruh Laju Regangan Linier Terhadap Data Uji Tarik Bahan Baja Tahan Karat Seri 304
Handoko dan Benidiktus Tulung Prayoga
MBT – 28
15 PENGARUH PENAMBAHAN CARBON (C) PADA BAJA PADUAN RENDAH 41xx TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS
Lilik Dwi Setyana dan Tarmono
MBT – 34
16 Pengaruh Variasi Carbon Equivalent Untuk Kandungan 0,5% Cu Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Besi Cor Nodular
Lilik Dwi Setyana dan Tarmono
MBT – 40
17 Optimalisasi Komposit Epoksi Yang Diperkuat Serat Rami (Boehmeria
Nivea)
sebagai Prototipe Panel Tahan Peluru Level II Standar NIJ Alaya F. H. Mukhammad, Jamasri
MBT – 46
18 PENGARUH VARIASI TEMPERATUR CETAKAN DAN INOKULAN Ti-B TERHADAP KEKUTAN MEKANIK HASIL CORAN ALUMINIUM
Nugroho Santoso, Priyo Tri Iswanto, Suyitno
MBT – 52
19 PENGARUH PERLAKUAN PANAS TRANSIENT TERHADAP SIFAT
MEKANIK LAS PADA PENGELASAN FRICTION STIR WELDING
ALUMINIUM PADUAN 2024-T3
Pujono, Mochammad Noer Ilman dan Priyo Tri Iswanto
MBT – 58
20 DOSIS RADIASI GAMMA DARI PRODUK SEMEN DI INDONESIA Rasito, R.H. Oetami, Tri Cahyo L, Z. Arifin, S. Sofyan, dan P. A. Arianta
MBT – 64
21 Qualification Procedures for Silver Plating Process
Satya Krisnawan
MBT – 70
22 PENURUNAN BERAT STRUKTUR NOSEL MOTOR ROKET RX-200 DENGAN MENGGUNAKAN MATERIAL KERAMIK
Sauman dan Sugiarmadji HPS
MBT – 76
23 ANALISIS DIMENSI STRUKTUR CAP PELAT DATAR DAN SAMBUNGANNYA DENGAN TABUNG MOTOR ROKET RX-550 MENGGUNAKAN BAUT M12
Setiadi
MBT – 82
24 RANCANGAN STRUKTUR CAP MOTOR ROKET RXPS-01 DENGAN DINDING BERBENTUK PARABOLIK DARI BAHAN BAJA KARBON S-45C
Setiadi dan Sugiarmadji HPS
MBT – 88
25 Pengukuran Getaran untuk Pengembangan dan Pemantauan dalam Rekayasa Teknologi Peralatan poros berputar
Subagyo, R. Wibawa Purabaya dan Matza Gusto A.
MBT – 94
26 KARAKTERISTIK DINAMIK STRUKTUR ROKET RKN BERTINGKAT PADA KONDISI TERBANG-BEBAS
Sugiarmadji HPS
27 PEMILIHAN MATERIAL TABUNG MOTOR ROKET RXPS-01 Sugiarmadji HPS
MBT – 104
28 PENGARUH DEFORMASI DINGIN DAN SANDBLASTING TERHADAP
KEKERASAN BAJA TAHAN KARAT 316L Teguh Dwi Widodo dan Suyitno
MBT – 110
29 Karakterisasi Sifat Korosi dan Kekerasan dari Lapisan Implantasi Ion Chromium (Cr) dan Chromium Nitrida (CrN) pada Baja Poros AISI 4140 Viktor Malau dan Reza Putra
MBT – 114
30 PERBANDINGAN SAMBUNGAN (VEE, CORNER, DAN LAP)
PENGELASAN ALUMINIUM 2024-T3 DENGAN METODA FRICTION STIR WELDING (FSW) TERHADAP SIFAT MEKANIK
Widia Setiawan dan Nugroho Santoso
MBT – 120
31 Pengaruh Implantasi Ion Nitrogen Terhadap Kekerasan Dan Laju Korosi Baja Tahan Karat Tipe SS 304
Winda S. Slat, Viktor Malau dan Tjipto Sujitno
MBT – 126
MEKANIKA FLUIDA
32 RANCANG BANGUN BLOWER PADA ALAT UJI TEROWONGAN
ANGIN SUBSONIK LAPAN Agus Budi Djatmiko
MF – 1
33 Karakteristik Daya Turbin Pelton Sudu Setengah Silinder
Dengan Variasi Perbandingan Jet (D/d) Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro
Bono dan F.Gatot Sumarno
MF – 7
34 Analysis Getaran Induksi Vortex Struktur Fleksibel Fariduzzaman
MF – 13
35 Eksperimen untuk Mengatasi Induksi Vortex Pada Struktur Fariduzzaman
MF – 18
36 ANALISIS KECEPATAN SPIN ROKET RX-2020 DAN KEKUATAN STRUKTUR SIRIP FOLDEDNY
Novi Andria dan Saeri Azis
MF – 23
37 Rekayasa Desain Sistem Sambungan Nosel-Tabung Roket RX-70 Menggunakan Multi Fin
Pirnadi. H.
MF – 30
38 Simulasi Aliran Kecepatan Tinggi di Belakang Rectangular Cylinder Rudhi Kurniawan dan Tri Agung Rohmat
MF – 37
39 Kaji Eksperimental Unjuk Kerja Model Turbin Pelton Sudu Basis Konstruksi Elbow
Sahid dan Sunarwo
MF – 44
40 Analisis Pola Penetrasi Air ke dalam Celah Sempit Anulus pada Kasus Double Heating
Sinta Tri Habsari, Bambang Riyono, Indarto, Mulya Juarsa, Kiswanta, Ainur R., Edy S., Joko P.W., Ismu H.
MF – 50
41 Simulasi Numerik Aliran Disekitar Selinder Lingkaran Berputar Subagyo
MF – 57
42 Simulasi Numerik Aliran Disekitar Penampang Lintang Jembatan Subagyo
Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 16
ISBN: 978-979-95620-6-7 | vii
43 Studi Eksperimental Karakteristik Lapis Batas Turbulen (Turbulent Boundary
Layer)
pada Pelat Datar Beralur Bujursangkar Tunggal yang Dimodifikasi Sutardi dan Yudhi Ari Wibowo
MF – 70
44 PENGARUH HAMBATAN ALIRAN PADA DOWNSTREAM TERHADAP
KARAKTERISTIK PEMISAHAN KEROSENE-AIR PADA T-JUNCTION
SUDUT 900 RADIUS BELOKAN 25 mm
Tineke Saroinsong, Indarto, Dewi puspitasari
MF – 76
45 PEMODELAN NUMERIK ALIRAN MELINTASI
DUA SILINDER SIRKULAR TERSUSUN TANDEM DENGAN PENGARUH SIDE WALL DENGAN JARAK GAP (G/D = 0.2)
Wawan Aries Widodo
MF – 83
46 Perancangan Fuel Dump System pada Pesawat CN235 Dilihat dari Aspek Aerodinamika
Wuryadi Kundarta dan Novarius Gayus
MF – 90
PENGOLAHAN LIMBAH
47 POTENSI LIMBAH PERTANIAN KHUSUSNYA SEKAM PADI DI
HAURGEULIS KABUPATEN INDRAMAYU SEBAGAI BAHAN BAKAR GAS HASIL GASIFIKASI UNTUK SUBSTITUSI BBM MESIN DIESEL PEMBANGKIT LISTRIK DI PABRIK PENGGILINGAN GABAH M
MuuhhaammmmaaddAAffffeennddii
PL – 1
48 Sistem Pengelolaan Limbah Cair Pabrik Pupuk Kujang 1B Maryono, Arlyza Eka Wijayanti, dan Yoyon Daryono
PL – 8
PERPINDAHAN KALOR DAN MASSA
49 Analisis Eksperimental Fluks Kalor pada Celah Sempit Anulus Berdasarkan Variasi Temperatur Air Pendingin Menggunakan Bagian Uji HeaTiNG-01 Bambang Riyono, Indarto, Sinta Tri Habsari, Mulya Juarsa, Kiswanta, Ainur R., Edy S., Joko P.W., Ismu H.
PKM – 1
50 OPTIMASI MESIN REFINER Kajian Teori Praktis Darono Wikanaji
PKM – 7
51 Biosorption of Cu2+, Zn2+ and Cr6+ from aqueous solution by Pseudomonas
putida biomass
Ambarwati M. Kosasih, Hanggara Sudrajat, Stella Magdalena, Amri Ismail, and Eddy Kurniawan
PKM – 15
52 Performa Sistem Autocascade Dengan Menggunakan Karbondioksida
Sebagai Refrigeran Campuran
Nasruddin, Ardi Yuliono dan Darwin Rio Budi Syaka
PKM – 21
53 ANALISIS PERPINDAHAN PANAS KONDUKSI TRANSIENT PADA NOZZLE SUSTAINER RKN 200 LP 200
Novi Andria
PKM – 27
54 Kajian Numeris Karakteristik Perpindahan Panas pada Kolam Penyimpanan Sementara Bahan Bakar Nuklir Bekas MTR
Nur Syamsi Syam, Andang Widiharto, Tri Agung Rohmat
PKM – 34
55 PENENTUAN EFISIENSI PENYERAPAN KOLOM SEMBUR UNTUK PENYISIHAN TOLUEN SEBAGAI MODEL TAR DARI ALIRAN GAS Suharto dan Herri Susanto
56 PENGUKURAN KAPASITAS ABSORPSI DAN KECEPATAN PINDAH MASSA SISTEM UDARA, UAP TOLUEN DAN MINYAK
Suhartono, Takao Kokugan dan Herri Susanto
PKM – 46
57 Pemilihan Konstruksi Dinding Untuk Memperkecil Energi Panas Masuk Ke Dalam Gedung
Toto Supriyono, Herry Mulajaya
PKM – 51
58 Pemilihan Sumber Panas Sistem Pemanas Air untuk penghematan Biaya dan Energi
Toto Supriyono, Mardefi Andri
PKM – 56
TEKNIK INDUSTRI
59 Evaluasi Penerapan Sistem Pendaftaran Studi On-Line Menggunakan Model Penerimaan Teknologi
(Studi Kasus di Fakultas Ekonomi Universitas Katolik Parahyangan) Ali Sadiyoko, Yogi Y Wibisono, Marlius Rustandi
TI – 1
60 Aplikasi Berbagai Algoritma Pelatihan Backpropagation Neural Network
untuk Peramalan Data Runtun Waktu Non-Linier Hermawan Soesilo dan Andi Sudiarso
TI – 7
61 Perancangan Algoritma Pembuatan Routing Process
Ignatius A. Sandy, Marihot Nainggolan dan Kinley Aritonang
TI – 13
62 IDENTIFIKASI PENYEBAB KECACATAN DENGAN KONSEP FAULT
TREE ANALYSIS (FTA) DALAM SIX SIGMA
Wahyu Oktri Widyarto
TI – 19
63 Validasi HEdPERF dan Penerapannya Pada Pengukuran Mutu Layanan Di Teknik Industri Unpar
Yogi Yusuf W. dan Marihot Nainggolan
TI – 25
TEKNIK REAKSI DAN TEKNIK PEMBAKARAN
64 Studi Awal Pembuatan Plastik Semi-Biodegradable dari Ester Pati Singkong dan LDPE
Albert Setiadi, Erland Erlangga Chitra, Asaf Kleopas Sugih, Buana Girisuta
TRTP – 1
65 Sintesis Plastik Biodegradable dari Pati Jagung Asetat dan LDPE
Anindita Pamaputri, Tamrin, Buana Girisuta, Asaf Kleopas Sugih
TRTP – 8
66 Variasi Rasio Gasifying Agent-Biomassa Terhadap Karakterisasi Gasifikasi Biomassa Tongkol Jagung Pada Reaktor Downdraft
Bambang Sudarmanta, Kadarisman
TRTP – 14
67 Karakteristik Mesin Bersilinder Tunggal Dengan Sistem Injeksi Etanol Bambang Sulistyo, Jayan Sentanuhady, Adhi Susanto
TRTP – 21
68 Karakteristik Kinetika Slow Pyrolysis Sampah Kota Tersortir : Pengaruh Komposisi Campuran
Budi Dharma, Dwi Aries Himawanto, Harwin Saptoadi
TRTP – 27
69 KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET BAMBU DAN BRIKET DAUN PISANG
Dwi Aries Himawanto, Indarto, Harwin Saptoadi, Tri Agung Rohmat
TRTP – 34
70 PENGARUH HOLDING TIME PROSES PIROLISIS PADA
KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET ARANG BAMBU Eddi Dosoputranto, Dwi Aries Himawanto, Tri Agung Rohmat
Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 16
ISBN: 978-979-95620-6-7 | ix
71 Kinetika Reaksi Absorpsi CO2 Menggunakan Kalium Karbonat (K2CO3)
dengan Promotor Asam Borat (H3B03)
Erwan Adi Saputro, Dwita Rakhma Febriana, Ratih Bina Wardani, Lily Pudjiastuti, Ali Altway , Kusno Budhikarjono, Susianto
TRTP – 46
72 TEKNIK PEMBUATAN BRIKET CAMPURAN ECENG GONDOK DAN BATUBARA SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF BAGI
MASYARAKAT PEDESAAN
A. Rasyidi Fachry, Tuti Indah Sari, Arco Yudha Dipura, Jasril Najamudin
TRTP – 52
73 Preparation and Characterization of Activated Carbon from Jackfruit Peel and Durian Peel Waste
Amri Ismail, Hanggara Sudrajat, Eddy Kurniawan
TRTP – 59
74 EFEK SUDUT INDUKSI LPG PADA INTAKE MANIFOLD TERHADAP UNJUK KERJA MESIN SATU SILINDER BERBAHAN BAKAR GANDA
(GASOLINE-LPG)
Jayan Sentanuhady dan Arditya Fajar Hudayana
TRTP – 65
75 PENGARUH PENAMBAHAN UAP BAHAN BAKAR BENSIN
TERHADAP UNJUK KERJA MESIN SATU SILINDER EMPAT LANGKAH
Jayan Sentanuhady dan Irawan Sugiyono
TRTP – 71
76 EFEK SUDUT SERANG INJEKSI BAHAN BAKAR KE DALAM
MANIFOLD TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN FLUIDA DALAM
SILINDER
Jayan Sentanuhady dan Mukhamad Nashir
TRTP – 77
77 EFEK CALCIUM PADA AKTIFITAS ENSIM PADA HIDROLISA ENSIMATIS KULIT SINGKONG UNTUK BAHAN BAKU
BIOETHANOL
Lieke Riadi, Indra Lesmana, Surya Budi Widagdo dan Akbarningrum Fatmawati
TRTP – 82
78 Pemodelan Absorpsi Karbon Dioksida (CO2) Non-Isothermal dalam Larutan
Potassium Karbonat (K2CO3) dengan Promotor Diethanolamine (DEA) pada
Packed Column
Lily Pudjiastuti, Sanita Sari, Lela Kumalasari, Ali Altway dan Susianto
TRTP – 88
79 EVALUASI EFEK PANAS TERHADAP KEKUATAN MATERIAL BEJANA BOILER UNTUK INDUSTRI KECIL
Mamat
TRTP – 94
80 EVALUASI PENGARUH OPERASIONAL BURNER DI DALAM RUANG ABU TERHADAP PERFORMANSI INSINERATOR
Mamat
TRTP – 99
81 PEMBUATAN KATALIS NiMo BERPENYANGGA GAMMA ALUMINA
UNTUK PROSES HYDROTREATING
Maria Ulfah, Subagjo, IGBN Makertihartha, Melia Laniwati
TRTP – 105
82 PERENGKAHAN TOLUEN SEBAGAI SENYAWA MODEL TAR
MENGGUNAKAN KATALIS STEAM REFORMING DAN BATU KAPUR
Mukyi, Subagjo, dan Herri Susanto
TRTP – 111
83 Modifikasi Susunan Bed Katalis Desulfurizer untuk Meningkatkan Efisiensi dan Fleksibilitas Operasional di Amoniak Kaltim-4
Mustanginah dan Nugroho Heruanto
TRTP – 117
84 Esterifikasi Gliserol dan Asam asetat Dengan Katalisator Indion 225 Na
Nuryoto, Hary Sulistyo, Suprihastuti Sri Rahayu, Sutijan
85 STUDI EXPERIMEN APLIKASI SISTEM BROWN GAS PADA MESIN MOTOR BAKAR
Rasiawan, Harus Laksana G., Bambang Sampurno, I Nyoman Sutantra
TRTP – 127
86 ANALISIS IMPULS SPESIFIK PROPELAN HTPB ROKET RX LAPAN Sauman
TRTP – 132
87 ANALISIS SAMPEL UJI STATIK ROKET K – ROUND – LAPAN Sauman
TRTP – 137
88 Pengaruh Variasi Heating Rate Proses Pirolisis Terhadap Karakteristik Pembakaran Briket Char MSW Terseleksi Kasus Daun Pisang
Sigit Mujiarto, Dwi Aries Himawanto, Tri Agung Rohmat
TRTP – 143
89 PELEPASAN KALSIUM KE DALAM MINYAK NABATI Supriyono, Kurnia Wijayanti
TRTP – 148
90 PENGARUH VARIASI TEMPERATUR AKHIR PIROLISIS TERHADAP BRIKET ARANG BERBAHAN BAKU BAMBU MELALUI ANALISA
THERMOGRAVIMETRY
Yudi Setiawan, Dwi Aries Himawanto, Harwin Saptoadi
PENGARUH PENAMBAHAN CARBON (C) PADA BAJA PADUAN RENDAH 41xx TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS
Lilik Dwi Setyana, ST.,MT dan Ir. Tarmono, MT
Program Diploma Teknik Mesin, Sekolah Vokasi, UGM Jl. Grafika No 2A, Yogyakarta
E-mail: lilik_ugm@yahoo.co.id
ABSTRACT
Steels are very important materials used in foundry engineering. Their physical and mechanical properties must be improved for better product quality. The aim of this research is investigate the influences of C on the physical and mechanical properties of low alloy steel 41xx.
The materials used in this research were low alloy steel produced by PT Baja Kurnia at Ceper, Klaten, with variations of C content, namely 0,29; 0,31; 0,36; 0,40 & 0,42 wt %. Tests were done to observe the microstructure and mechanical properties of the specimens including Vickers hardness and tensile strength.
Results show that for 0,29 wt % to 0,4 wt % C, Vickers hardness and tensile strength increase (as cast specimens: 230 to 333 VHN and 67 to 84 kg/mm2, after normalizing-tempering : 295 to 351 VHN and 80 to 98 kg/mm2). Optimum result occur at 0,4 wt % for hardness and tensile strength due to increment amount of pearlite as observed in microstructure.
Keywords : Low alloy steel, graphite, tensile strength
PENDAHULUAN
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.
Penelitian ini menggunakan bahan baja paduan rendah 41xx yang merupakan baja dengan kekuatan tarik tinggi (high tensile) namun karena hasil produk cor (as-cast) kekuatan tariknya masih rendah maka dilakukan variasi penambahan carbon (C) dari 0,2 hingga 0,4 % sehingga diharapkan akan ditemukan paduan yang optimal dengan kekuatan tarik tinggi (80 kg/mm2).
Baja paduan rendah 41xx, sebagai contoh seri 4130 biasa digunakan untuk kekuatan tarik tinggi (high tensile) dalam lingkungan temperatur rendah hingga tinggi. Paduan utamanya adalah carbon, mangan, chromium, molybdenum, nikel dan beberapa jenis tertentu dengan sedikit kandungan vanadium dan copper. Baja paduan rendah dengan chromium dan molybdenum sesuai untuk penggunaan pada lingkungan temperatur tinggi dan mempunyai ketahanan creep yang tinggi. Sedangkan pada kondisi temperatur rendah (-50º C) paduan carbon dan mangan yang paling sesuai. (Mild & Low Alloy Steel Wire, 2000).
Baja perkakas yang diperkuat dengan Cr mempunyai mampu keras yang baik, ketahanan pada temperatur tinggi kurang baik dibandingkan dengan baja yang diperkeras dengan W. Penambahan Vanadium (V) hingga 1%, dapat memperbaiki ketahanan panas dan ketahanan terhadap kerugian karena fusi logam cair. Baja perkakas yang diperkuat dengan Mo sangat mudah dikeraskan dengan pendinginan udara. Sifat-sifatnya lebih kuat daripada tipe W dalam keadaan panas dan mempunyai keuletan yang lebih baik, tetapi mudah mengalami dekarburasi (Surdia T dan Saito S, 1992).
Baja perkakas dapat mengalami pengerasan kedua pada waktu penemperan, presipitasi setelah proses pemesinan dapat meningkatkan kekerasan yang signifikan. Pada umumnya baja ditemper sampai pada kekerasan yang lebih rendah daripada kekerasan maksimum dan presipitasi berlanjut pada permukaan sehingga menjadi lebih keras.
satu unsur pemadu dalam baja paduan. Paduan ini bisa di lakukan proses heat reatment yang akan berpengaruh terhadap sifat fisik dan mekanik. (Material Property Data, 2000)
Ahmad. E dkk (2007) melakukan penelitian baja paduan rendah dengan kandungan 0,32 wt% C, 0,9 wt% Cr, 0,88 wt% Mn, 0,99 wt% Si, 0,9 wt% Ni yang dilakukan proses anneal pada temperatur berbeda dari 775o C hingga 870o C, dan diquench di media oli, sehingga membentuk struktur berfasa ganda. Kekuatan tarik meningkat seiring meningkatnya suhu anneal, dan prosentase martensit meningkat seiring pengurangan keuletan.
Microvoid terlihat di dekat permukaan patahan.
Maehara. Y dkk (2006) melakukan penelitian pengaruh carbon (C) pada keuletan panas baja paduan rendah yang ditinjau dari retak permukaan continuous cast. Besar butir austenit as-cast sangat tergantung kandungan carbon, maksimum besar butir berada pada kandungan 0,10 hingga 0,15% C. Keuletan tidak dipengaruhi kandungan carbon yang terlihat pada pengujian tarik panas terhadap spesimen reheated.
METODOLOGI PENELITIAN
a. Preparasi spesimen
1. Mencairkan baja paduan rendah 4130 dalam dapur induksi 2. Memasukkan logam cair ke dalam kowi
3. Menambahkan carbon dengan berbagai variasi, dari 0,2 hingga 0,4 wt%, kemudian mengaduk hingga diperoleh campuran yang homogen
4. Menuangkan cairan ke dalam cetakan untuk dibuat spesimen tarik, kekerasan dan analisa struktur mikro.
b. Pengujian spesimen
1. Pengujian tarik menggunakan universal testing machine dengan spesimen mengikuti standar ASTM sehingga diketahui penambahan karbon paling optimal ditinjau dari kekuatan tariknya.
2. Pengujian kekerasan menggunakan hardness tester dengan metode vickers 3. Pengamatan struktur mikro menggunakan mikroskop optik.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil uji komposisi paduan
Dari hasil pengujian komposisi (Tabel 1), terlihat bahwa unsur carbon (C) bervariasi yaitu 0,29; 0,31; 0,36; 0,40 & 0,42% berat, sedangkan komposisi target adalah 0,2; 0,25; 3; 3,5 & 4 % berat. Perbedaan komposisi antara target dan kenyataan disebabkan material bahan baku adalah material sisa (scrub) dan bekas berbagai spare part yang sulit diidentifikasi komposisinya.
Paduan yang sangat berpengaruh terhadap kekuatan selain C adalah Cr dan Mn, namun dari kelima komposisi paduan tidak menunjukkan perbedaan yang significan sehingga bisa dikatakan bahwa perbedaan kekuatan hanya akan dipengaruhi oleh kandungan carbon (C).
Tabel 1. Hasil uji komposisi
No Unsur Paduan 1 Paduan 2 Paduan 3 Paduan 4 Paduan 5
Pengujian Kekerasan
Perbedaan kandungan carbon berpengaruh terhadap harga kekerasan spesimen seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Kandungan karbon pada spesimen sebesar 0,29; 0,30; 0,36; 0,40 dan 0,42% berat mempunyai kekerasan masing-masing 230; 297; 271; 333 dan 297 VHN untuk spesimen as cast, sedangkan setelah dilakukan proses normalizing menjadi 295; 297; 290; 351
dan 299 VHN.
Gambar 1. Grafik pengaruh penambahan carbon terhadap kekerasan
Kekerasan baja paduan 4130 relatif naik seiring dengan kenaikan kandungan karbon karena memang salah satu peran carbon adalah menaikkan harga kekerasan seperti terlihat pada Gambar 1. Penambahan carbon terlihat optimal hingga 0,40 % berat, dengan harga kekerasan hingga 333 VHN, sedangkan penambahan carbon lebih dari itu harga kekerasan relatif sama bahkan turun karena batas kelarutan carbon pada austenit terbatas. Baja perkakas yang diperkuat dengan Cr mempunyai mampu keras yang baik, ketahanan pada temperatur tinggi kurang baik dibandingkan dengan baja yang diperkeras dengan W.
Proses normalising kemudian dilakukan proses penemperan menjadikan material semakin keras, karena dapat mengalami pengerasan kedua pada waktu penemperan, presipitasi setelah proses pemesinan dapat meningkatkan kekerasan yang signifikan. Pada umumnya baja ditemper sampai pada kekerasan yang lebih rendah daripada kekerasan maksimum dan presipitasi berlanjut pada permukaan sehingga menjadi lebih keras.
Pengujian Tarik
Perbedaan penambahan carbon berpengaruh terhadap kekuatan tarik spesimen seperti ditunjukkan pada Gambar 5. Kandungan carbon pada spesimen sebesar 0,29; 0,30; 0,36; 0,40 dan 0,42% berat mempunyai kekuatan tarik masing-masing 67; 72; 74; 84 dan 81 kg/mm2 untuk spesimen as cast, sedangkan setelah dilakukan proses normalizing menjadi 80; 83; 85; 98 dan 91 kg/mm2.
Penambahan kandungan carbon (C) hingga o,4 % berat relatif menaikkan kekuatan tarik, sedangkan penambahan karbon lebih dari itu sudah tidak optimal.
Gambar 2. Grafik pengaruh penambahan carbon terhadap kekuatan tarik
Gambar 3. Foto makro patahan as cast
Gambar 4. Foto makro patahan setelah normalising
Pengamatan Struktur Mikro
Penambahan carbon berpengaruh terhadap struktur mikro yang mengakibatkan perbedaan sifat mekanik (kekerasan dan kekuatan tarik) seperti ditunjukkan pada Gambar 5 dan Gambar 6. Penambahan karbon 0,29 dan 0,30 berat, terlihat struktur yang ada adalah ferit dan perlit, sehingga bersifat relatif lunak dan ulet. Penambahan carbon 0,36; 0,40 dan 0,42% berat terlihat struktur perlit mendominasi sehingga mempunyai kekerasan dan kekuatan tarik relatif lebih tinggi.
Gambar 5. Foto struktur mikro as cast
Proses normalising yang dilanjutkan temper menjadikan struktur berbentuk sperodized, yang didominasi oleh ferit dan perlit dengan besar butir halus. Perubahan besar butir yang berbentuk sperodized
(Gambar 6) meningkatkan ketangguhan material. .
ferit perlit
perlit
50 µm
perlit
Gambar 6. Foto struktur mikro setelah normalising
KESIMPULAN
Setelah dilakukan pengujian dan analisa, dapat diambil kesimpulan :
1. Sifat fisik dan mekanik baja paduan rendah 41xx dipengaruhi oleh kandungan karbon
2. Kekerasan dan kekuatan tarik tertinggi (optimal) terjadi pada spesimen dengan penambahan 0,40% karbon dengan harga masing-masing 333 VHN dan 84 kg/mm2 .
3. Perlakuan normalising yang dilanjutkan proses temper meningkatkan kekerasan dan kekuatan tarik baja paduan rendah 41xx.
DAFTAR PUSTAKA
Ahmad. E, Manzoor .T, Liaqat. K.A and Akhter. J.I., 2007., Effect of Microvoid Formation on the Tensile Properties of Dual-Phase Steel., Springer, New York.
Maehara. Y, Yasumoto. K, Sugitani. Y and Gunji. K., 2006., Effect of Carbon on Hot Ductility of As-cast Low Alloy Steel., Transaction of the iron and Steel Institute of Japan.
Metal Suplier Online: Material Property Data., 2000., www. Supplieronline.com Mild & Low Alloy Steel Wire., 2000., www. Elmechindia.com
Raghavan. V., 1979., Materials Science and Engineering-a first course, 2nd Ed., Prentice-Hall of India Private Limited., New Delhi
