PENGARUH KADAR KROMIUM PADA STAINLESS STEEL 304 TERHADAP SIFAT MEKANIS

(1)

PENGARUH KADAR KROMIUM PADA STAINLESS STEEL 304 TERHADAP SIFAT MEKANIS

TUGAS AKHIR

Oleh :

MOHAMMAD NURTSANI MUHARAM NIT. 30418039

PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 TEKNIK PESAWAT UDARA POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA

2021

(2)

i

PENGARUH KADAR KROMIUM PADA STAINLESS STEEL 304 TERHADAP SIFAT MEKANIS

TUGAS AKHIR

Diajukan sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar Ahli Madya (A.Md) pada Program Studi Diploma 3 Teknik Pesawat Udara

Oleh :

MOHAMMAD NURTSANI MUHARAM NIT. 30418039

PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 TEKNIK PESAWAT UDARA POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA

2021

(3)

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

PENGARUH KADAR KROMIUM PADA STAINLESS STEEL 304 TERHADAP SIFAT MEKANIS

Oleh :

MOHAMMAD NURTSANI MUHARAM NIT : 30418039

Disetujui untuk diujikan pada : Surabaya, 20 Agustus 2021

Pembimbing I : BAMBANG JUNIPITOYO, S.T., M.T NIP. 19780626 200912 1 001

...

.

Pembimbing II : DIDI HARIYANTO, M.Pd NIP. 19650118 1990091001

...

(4)

iii

...

LEMBAR PENGESAHAN

Oleh :

Telah dipertahankan dan dinyatakan lulus pada Sidang Tugas Akhir Program Pendidikan Diploma 3 Teknik Pesawat Udara

Politeknik Penerbangan Surabaya Pada Tanggal: 20 Agustus 2021

Panitia penguji

1. Ketua : AJENG WULANSARI, S.T., M.T.

NIP. 19890606 200912 2 001 2. Sekretaris : DIDI HARIYANTO, M.Pd.

NIP. 19650118 1990091001

3. Anggota : Ir. BAMBANG JUNIPITOYO, S.T., M.T.

NIP. 19780626 200912 1 001

Ketua Program Studi TEKNIK PESAWAT UDARA

Ir. BAMBANG JUNIPITOYO, S.T., M.T NIP. 19780626 200912 1 001

(5)

iv

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul

“PENGARUH KADAR KROMIUM PADA STAINLESS STEEL 304 TERHADAP SIFAT MEKANIS” dengan baik dan tepat waktu. Terselesaikannya Tugas Akhir ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Kedua orangtua dan keluarga yang telah memberikan doa dan dukungan

2. Bapak M Andra Aditiyawarman, S.T., M.T. selaku Direktur Politeknik Penerbangan Surabaya

3. Bapak Bambang Junipitoyo, S.T., M.T. selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir dan Ketua Program Studi Teknik Pesawat Udara di Politeknik Penerbangan Surabaya.

4. Bapak Didi Hariyanto, M.Pd. selaku dosen Pembimbing Penulisan Tugas Akhir

5. Seluruh dosen dan civitas akademika Program Studi Teknik Pesawat Udara Politeknik Penerbangan Surabaya yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat.

6. Seluruh sahabat, rekan-rekan seangkatan, senior dan junior yang telah membantu penyusunan tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan penulisan di masa yang akan datang.

Surabaya, 20 Agustus 2021

Penulis

(6)

v

(7)

vi ABSTRAK

Oleh:

Stainless steel merupakan jenis baja tahan karat yang identik dengan kandungan chromium, kandungan ini yang membedakan baja ini dengan baja yang lain, karena dapat meningkatkan sifat mekanis sebuah benda dan secara fisik akan terlihat mengkilap. Pada penelitian ini menggunakan material tipe stainless steel 304, dengan kandungan chromium yang berbeda untuk dapat mengetahui pengaruh kadar chromium terhadap sifat mekanis stainless steel 304.

Pada pembuatan spesimen stainless steel 304 yaitu dengan cara melebur limbah stainless steel kemudian dengan kandungan kromium yang berbeda yaitu 12%, 14%, 16% dan 18% setelah itu akan dilakukan pengujian sifat mekanis yaitu uji impact dan hardness vickers. Hasil dari pengujian tiap-tiap spesimen stainless steel 304 dengan variasi kandungan chromium ini, akan dilakukan analisis data pengaruh kandungan kromium terhadap sifat mekanisnya.

Dari hasil pengujian mekanis, bahwa stainless steel 304 yg mengandung kromium 18 % yang memiliki sifat mekanis yang paling baik dari ketiga spesimen yang lain yaitu pada pengujian impact >4,30 (joule/mm²) dan pengujian hardness vickers sebesar 356,02 HV

Kata Kunci : Stainless steel 304, kandungan kromium dan sifat mekanis

(8)

vii ABSTRACT

THE EFFECT OF CHROMIUM LEVELS ON STAINLESS STEEL 304 ON MECHANICAL PROPERTIES

By:

Stainless steel is a type of stainless steel that is identical to the content of chromium, this content that distinguishes this steel from other steels, because it can improve the mechanical properties of an object and physically will look shiny.

In this study, using stainless steel 304 type material, with different chromium content to be able to determine the effect of chromium levels on the mechanical properties of stainless steel 304.

In the manufacture of 304 stainless steel specimens, namely by melting stainless steel waste and then with different chromium content, namely 12%, 14%, 16% and 18% , after that mechanical properties tests will be carried out, namely impact tests and Vickers hardness. The results of the test of each specimen of stainless steel 304 with variations in chromium content, will be analyzed data on the effect of chromium content on its mechanical properties.

From the results of mechanical testing, that stainless steel 304 containing 18% chromium has the best mechanical properties of the other three specimens, namely the impact test > 4.30 (joules/mm2) and the Vickers hardness test of 356.02 HV.

Keywords: Stainless steel 304, chromium level and mechanical properties

(9)

viii DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

HALAMAN KEASLIAN DAN HAK CIPTA ... iv

KATA PENGANTAR ... v

ABSTRAK ... vi

ABSTRACT ... vii

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... xii

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG ... xiii

BAB 1. PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Tujuan Masalah ... 3

1.5 Manfaat Penelitian ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB 2. LANDASAN TEORI ... 5

2.1 Stainless Steel ... 5

2.2 Sifat Fisik Stainless Steel ... 6

2.3 Klasifikasi Stainless Steel ... 6

2.4 Jenis Stainless Steel ... 7

2.4.1 Austenitik Stainless Steel ... 7

2.4.2 Feritik Stainless Steel ... 8

2.4.3 Martensitik Stainless Steel ... 9

2.5 Heat Treatment ... 10

2.6 Sifat Mekanik Baja Tahan Karat ... 13

2.7 Pengujian Material ... 13

2.7.1 Pengujian Kekerasan ... 13

2.7.2 Pengujian Impact ... 14

2.7.3 Pengujain Tekan ... 15

2.8 Jurnal Yang Relevan ... 15

BAB 3. METODE PENELITIAN ... 18

3.1 Desain Penelitian ... 18

3.2 Peleburan Spesimen ... 19

3.2.1 Pengujian Uji Impact ... 20

3.2.2 Pengujian Hardness Vickers ... 20

3.3 Perancangan Penelitian ... 22

(10)

ix

3.3.1 Peralatan Yang Digunakan ... 22

3.3.2 Bahan Yang Digunakan ... 23

3.3.3 Pembuatan Spesimen ... 24

3.4 Proses Pengujian Spesimen ... 24

3.4.1 Pengujian Hardness Vickers ... 24

3.4.2 Pengujian Impact ... 25

3.4 Tempat dan Waktu Penelitian ... 26

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 27

4.1 Hasil Pengujian ... 27

4.1.1 Hasil Pengujian Impact ... 27

4.1.2 Hasil Pengujian Hardness Vickers ... 28

BAB 5. PENUTUP ... 30

5.1 Kesimpulan ... 30

5.2 Saran ... 30

DAFTAR PUSTAKA ... 31

DAFTAR LAMPIRAN ... 33

(11)

x

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Komposisi kandungan kimia austenitic stainless steel ... 8

Gambar 2.2 Komposisi kandungan kimia feritik stainless steel ... 9

Gambar 2.3 Komposisi kandungan kimia martensitic stainless steel ... 10

Gambar 2.4 Diagram full annealing ... 11

Gambar 2.5 Diagram proses normalizing ... 11

Gambar 2.6 Diagram proses quenching ... 12

Gambar 2.7 Diagram proses tempering ... 13

Gambar 2.8 Hasil Warna pada spesimen dengan zat krom berbeda ... 15

Gambar 2.9 Diagram nilai kekerasan ... 16

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ... 18

Gambar 3.2 Contoh limbah stainless steel ... 19

Gambar 3.3 Proses peleburan ... 19

Gambar 3.4 Sketsa Spesimen untuk uji impact ... 20

Gambar 3.5 Sketsa Spesimen untuk hardness vickers ... 21

Gambar 3.6 Tungku pemanas ... 22

Gambar 3.7 Alat uji hardness vickers ... 23

Gambar 3.8 Alat uji tekan ... 23

Gambar 3.9 Alat uji impact ... 24

Gambar 4.1 Grafik nilai impact ... 27

Gambar 4.1 Grafik nilai hardness vickers ... 28

(12)

xi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Nilai rata-rata kekerasan ... 16

Tabel 3.1 Tabel Eksperimen ... 18

Tabel 3.2 Waktu Perencanaan Penelitian ... 26

Tabel 4.1 Data hasil pengujian impact ... 27

Tabel 4.2 Data hasil pengujian hardness vickers ... 28

(13)

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman LAMPIRAN 1. Proses Pembentukan Spesimen ... 32 LAMPIRAN 2. Proses Pengujian Spesimen ... 33

(14)

xiii

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG

Singkatan Nama Halaman

3R Reduce, Reus and Recycle 5

A1 Pemanasan heat treatment < 700⁰C 10

A3 Pemanasan heat treatment diatas 800⁰C 10

Lambang Cr Chromium 2

C Carbon 2

HV Hardness Vickers 14

P Beban (kgf) 14

Α Sudut 2 sisi yang berhadapan pada indentor 14

D Diagonal indentasi rata-rata (mm) 14

H Nilai Impact (Joule/mm²) 14

A Luas penampang bawah takik (mm² ) 14

E Energi yang diserap (Joule) 14

KT Nilai Tekan (N/mm²) 15

A Luas penampang (mm² ) 15

E Energi/Beban(N) 15

(15)

31

DAFTAR PUSTAKA

Ali Yafi, 2016. Pengaruh kadar chromium terhadap kekerasan dan struktur mikro baja paduan Fe-Cr-Mn melalui proses peleburan.

Anom Yogantoro, 2010. Penelitian pengaruh variasi temperature pemanasan low tempering, medium tempering dan high tempering pada medium carbon steel produksi pengecoran logam Batur-Klaten terhadap struktru mikro, kekerasan dan ketangguhanJuwarin,

FAA, 2008. Aviation Maintenance Technician Handbook General Chapter 5.

Ipran, Fransiskus. 2007. Pengaruh Aging Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis Paduan Aluminum. Yogyakarta. Program Studi Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Juwarin, MOS Aritonang, Dadang Suyadi S (2008), Pengaruh Deformasi bertahap Rolling terhadap kekerasan baja tahan karat Austenitik 304 untuk keperluan Konstruksi.

MOS Aritonang, Dadang Suyadi S (2008), Pengaruh Deformasi bertahap Rolling terhadap kekerasan baja tahan karat Austenitik 304 untuk keperluan Konstruksi.

Prawira (2015), Pengaruh perbedaan Suhu Terhadap kekuatan Impact Alumunium 5083 Hasil pengelasan Tungsten Inert Gas

Prof. Dr. Tjokorda Gde Tirta Nindha, ST, MT (2017) Diktat Material dan Proses STAINLESS STEEL.

Setyo dan Suheli (2015), Sifat Fisis dan Mekanis Lapisan Nikel Chromium pada permukaan Baja Aisi 410.

Sumarji, 2011. Studi perbandingan Ketahanan Korosi SS 304 dan SS 201 menggunakan metode U-BEND Test secara siklik dengan variasi suhu dan PH.

Prof. Dr. Tjokorda Gde Tirta Nindha, ST, MT (2017) Diktat Material dan Proses STAINLESS STEEL.

Surdia.T, Saito. S 1992, Pengetahuan Bahan Teknik, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.

(16)

32

LAMPIRAN 1`

Proses pembentukan spesimen

(17)

33

LAMPIRAN 2 Proses pengujian spesimen

(18)

34

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Mohammad Nurtsani Muharam Lahir di Ciamis pada tanggal 24 Mei 1998 anak 2 dari 2 bersaudara, mempunyai kakak Perempuan yang bernama Nurlela Fitriani (27) dari pasangan Bapak Hardi (51) dan Ibu Yati Wartini (52) tinggl di Ds.

Senden RT.04/RW.02, Kel.Senden, Kec.Ngawen, Kab. Klaten. Pada tahun tahun 2005 memulai pendidikan sekolah dasar di SD N 1 Senden sampai lulus pada tahun 2010 kemudian melanjutkan pendidikan di SMP N 3 Klaten sampai lulus tahun 2013 setelah itu melanjutkan pendidikan di SMA N 1 JATINOM sampai lulus tahun 2016 kemudian melanjutkan pendidikan sebagai Taruna di Politeknik Penerbangan Surabaya mengambil program studi Teknik Pesawat Udara sampai dengan sekarang.

Harapan dari saya setelah melaksanakan pendidikan di Politeknik Penerbangan Surabaya semoga semua ilmu yang sudah saya dapatkan selama saya belajar di sini bisa bermanfaat dan juga berguna buat kedepannya nanti dan juga semoga saya bisa sukses didunia kerja nanti, saya juga berterima kasih kepada kedua orang tua yang telah mendukung saya hingga sejauh ini.