i
i
HALAMAN JUDUL
STUDI EKSPERIMEN
VARIASI TEMPERATUR HEAT TREATMENT TERHADAP LAJU KOROSI PADA BAJA ST 37
DALAM LARUTAN HCl 5 %
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Sebagai Salah Satu Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana (S-1) Teknik Mesin
Disusun Oleh : RUDI HARTONO
201410120311093
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2020
Scanned with CamScanner
vii ABSTRAK
Dalam perkembangan industri terutama dalam bidang permesinan teknologi metalurgi memegang peranan penting dalam pemilihan logam yang memiliki sifat-sifat mekanik maupun fisik yang sesuai dengan tuntunan produksi.
Semakin luasnya tuntunan produksi logam ini, maka sikap perancang desain dan ahli metalurgi harus mampu untuk memnentukan pilihannya terhdap logam yang memiliki sifat-sifat diantaranya sifat tahan korosi yang baik. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan besarnya laju korosi dengan variasi temperatur heat treatment terhadap baja St 37 dalam pengkorosi larutan HCl.
Metode yang digunakan adalah metode eksperimental, dalam penelitian ini dilakukan dilakukan proses heat treatment dengan variasi temperatur 700oC, 800oC, dan 900oC dengan holding time 15 menit menggunakan pendinginan udara (normalizing). Kemudian dilakukan proses uji korosi dengan mencelupkan spesimen ke dalam larutan HCl dengan konsentrasi 5% selama 3,6,9,12, dan 15 hari.
Dari hasil penelitian didapatkan hasil laju korosi yang terjadi pada baja St 37 dengan variasi temperatur heat treatment 700oC, 800oC, dan 900oC. Semakin tinggi temperatur yang diberikan laju korosi semakin besar. Hal ini terlihat pada temperatur 900oC dalam perendaman 3 hari dan dihasilkan nilai laju korosi terbesar dengan laju korosi 4,78306 mmpy. Sedangkan laju korosi terendah terjadi pada temperatur 700oC dalam perendaman 15 hari dengan hasil laju korosi 0,34562 mmpy.
Kata Kunci: Heat treatment, Korosi, Baja ST 37, HCl
viii ABSTRACT
In the development of the machinery industry, especially in the field of metallurgy technology holded an important role in the selection of metal that had properties of mechanical or physical according to the production guidance. The wider guidance of this metal production, the attitude of the designer and metallurgist should be able to determined their choice of metals which had properties including good corrosion resistant properties. This study aimed to get the magnitude of the rate of corrosion with temperature variation of the heat treatment of St 37 steel in corroding HCI.
The method used was an experimental method, in this research, conducted heat treatment process to 700°C temperature variation, 800oC, and 900oC, with holding time 15 minutes using air cooling (normalizing). Then did the process of corrosion tested by dipping the specimen into HCl solution with a concentration of 5% for 3,6,9,12, and 15 days.
From the results, the results of the corrosion rate on steel St 37 with 700°C heat treatment temperature variation, 800oC and 900oC. The higher temperatured were given greater corrosion rate. This could be seen at a temperature of 900oC within 3 days of immersion and the resulting the largest corrosion rate value with the corrosion rate of 4.78306 mmpy. While the lowest corrosion rate occured at a temperature of 700°C within 15 days of immersion with the results of the corrosion rate of 0.34562 mmpy.
Keywords: Heat treatment, Corrosion, Steel ST 37, HCl
ix
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat, hidayah, dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul ”Studi Eksperimen Variasi Temperatur Heat Treatment terhadap Laju Korosi pada Baja ST 37 dalam Larutan HCl 5%”.
Tugas akhir ini diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan memperoleh ijazah Sarjana di Universitas Muhammadiyah Malang. Tugas akhir ini tidak akan tersusun tanpa adanya bantuan dan dukungan dari beberapa pihak, baik dalam segi material maupun spiritual dan karenanya penyusun mengucapkan terimakasih yang sebanyak-banyaknya kepada :
1. Kedua orang tua tersayang yang senantiasa selalu memberikan doa, semangat, dukungan, dan motivasi bagi penulis untuk menyelesaikan penulisan tugas akhir ini.
2. Bapak Dr. Ahmad Mubin, S.T., M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang
3. Bapak Murjito, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang.
4. Ibu Dini Kurniawati, S.T. M.T., selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak memberikan bimbingan dan pengarahan dengan sabar dan bijaksana serta memberikan dorongan dari awal hingga akhir penulisan tugas akhir ini.
5. Bapak Ir. Mulyono, M.T., selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak memberikan bimbingan dan pengarahan dengan sabar dan bijaksana serta memberikan dorongan dari awal hingga akhir penulisan ini.
6. Bapak/Ibu Dosen khususnya jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan dan juga wawasan yang luas pada saat perkuliahan.
7. Para karyawan dan juga staff jurusan Teknik Mesin yang sudah banyak membantu dan dengan sabar memberikan petunjuk dan arahan dalam menyelesaikan rangkaian tugas akhir ini.
x
8. Seluruh teman-teman jurusan Teknik Mesin, khususnya teman-teman kelas B angkatan 2014 yang selalu memberikan canda, tawa, inspirasi, motivasi, dan juga dorongan yang sangat kuat sehingga penulis bersemangat untuk menyelesaikan penulisan tugas akhir ini.
9. Teman-teman TOIDI NISEM tergokil yang selalu memberikan canda, tawa, semangat dan motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan rangkaian tugas akhir ini
Penulis menyadari dengan segala keterbatasan yang ada dalam pelaksanaan maupun penyusunan tugas akhir ini terdapat banyak kekurangan.
Oleh karena itu, penulis memohon maaf atas segala kekurangan yang ada. Kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan dalam proses penyempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata, semoga penyusunan tugas akhir ini dapat memberikan manfat khususnya bagi penulis dan pembaca pada umumnya sehingga dapat bermakna dan bermnfaat dalam kehidupan.
Malang, 18 Januari 2020
Rudi Hartono
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
POSTER ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
LEMBAR ASISTENSI PEMBIMBING I ... iv
LEMBAR ASISTENSI PEMBIMBING II ... v
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS ... vi
ABSTRAKSI INDONESIA ... vii
ABSTRAKSI INGGRIS ... viii
KATA PENGANTAR ... ix
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR TABEL... xiv
DAFTAR PERSAMAAN... xv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Tujuan Penelitian... 3
1.4 Manfaat Penelitian... 4
1.5 Batasan Masalah ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1 Baja... 6
2.1.1 Jenis Baja Karbon (Carbon Steel) ... 7
2.1.2 Baja ST 37 ... 9
2.2 Heat Treatment ... 11
2.2.1 Proses Perlakuan Panas (Heat Treatment) ... 12
2.2.2 Diagram Fasa Fe-Fe3C ... 14
2.2.3 Transformasi Fasa pada Baja ... 17
2.3 Korosi ... 18
2.3.1 Jenis-Jenis Korosi ... 19
2.3.2 Proses terjadinya Korosi ... 23
2.3.3 Laju Korosi ... 25
xii
2.3.4 Faktor-Faktor yang mempengaruhi Laju Korosi ... 27
2.3.5 Dampak Korosi ... 29
2.4 Asam Klorida ... 29
2.5 Teori Regresi ... 30
2.5.1 Regresi Polinomial Berganda ... 31
2.6 Penelitian Terdahulu ... 32
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 35
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 35
3.2 Diagram Alir Penelitian ... 35
3.3 Alat dan Bahan ... 37
3.3.1 Alat ... 37
3.3.2 Bahan ... 42
3.4 Variabel Penelitian ... 42
3.5 Prosedur Penelitian ... 43
3.5.1 Persiapan Larutan Media Korosi ... 43
3.5.2 Preparasi Spesimen Uji ... 43
3.5.3 Pengambilan Data ... 46
3.6 Analisa Data ... 47
3.6.1 Rumus Perhitungan Penelitian ... 47
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 48
4.1 Hasil Pengujian Laju Korosi ... 48
4.1.1 Perhitungan Laju Korosi ... 49
4.2 Pembahasan ... 50
4.2.1 Pengaruh Variasi Temperature Heat Treatment dan Perendaman terhadap Laju Korosi ... 50
4.2.2 Hubungan Regresi terhadap Temperature Heat Treatment ... 53
4.2.3 Foto Hasil Korosi Baja ST 37 dengan Variasi Temperature Heat Treatment ... 57
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 58
5.1 Kesimpulan... 58
5.2 Saran ... 58
DAFTAR PUSTAKA ... 60 LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
xiii
Gambar 2.1 Dapur Pemanasan (Furnace) ... 14
Gambar 2.2 Diagram kesetimbangan Fe-Fe3C ... 15
Gambar 2.3 Diagram T-T-T ... 18
Gambar 2.4 Korosi Seragam (Uniform Corrosion) ... 20
Gambar 2.5 Korosi Galvanik (Galvanic Corrosion) ... 20
Gambar 2.6 Korosi Celah (Crevice Corrosion) ... 21
Gambar 2.7 Korosi Sumuran (Pitting Corrosion) ... 21
Gambar 2.8 Korosi Batas Butir (Intergranular Corrosion) ... 22
Gambar 2.9 Korosi Erosi (Errosion Corrosion) ... 22
Gambar 2.10 Korosi Aliran (Flow Induced Corrosion) ... 23
Gambar 3.1 Tahap Penelitian ... 36
Gambar 3.2 Gerinda Tangan ... 37
Gambar 3.3 Mesin Bor ... 37
Gambar 3.4 Dapur Pemanas (Furnace) ... 38
Gambar 3.5 Neraca Digital ... 38
Gambar 3.6 Gelas Ukur ... 39
Gambar 3.7 Labu Ukur ... 40
Gambar 3.8 Gelas Kimia ... 40
Gambar 3.9 Pipet ... 41
Gambar 3.10 Spatula ... 41
Gambar 3.11 Kawat ... 41
Gambar 3.12 Oven ... 42
Gambar 3.13 Persiapan Larutan ... 43
Gambar 3.14 Spesimen Uji ... 44
Gambar 3.15 Proses Pengamplasan Spesimen Uji ... 44
Gambar 3.16 Proses Heat Treatment... 45
Gambar 3.17 Penimbangan Spesimen Uji ... 45
Gambar 3.18 Perendaman Spesimen Uji... 46
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Variasi Temperatur Heat treatment dan Perendaman Terhadap Laju Korosi ... 50
Gambar 4.2 Grafik Hasil Regresi Untuk Temperatur Heat Treatment 700oC ... 54
Gambar 4.3 Grafik Hasil Regresi Untuk Temperatur Heat Treatment 800 oC .... 55
Gambar 4.4 Grafik Hasil Regresi Untuk Temperatur Heat Treatment 900oC ... 56
Gambar 4.5 Foto Makro Baja St 37 terhadap Variasi Temperatur dengan Pengujian Korosi ... 57
DAFTAR TABEL
xiv
Tabel 2.1 Komposisi kimia Baja St 37 ... 11
Tabel 2.2 Komposisi Baja Karbon Rendah Tipe St 37 ... 11
Tabel 2.3 Konstanta Perhitungan Laju Reaksi Korosi ... 26
Tabel 4.1 Nilai Laju Korosi Spesimen Uji ... 49
Tabel 4.2 Interprestasi Koefisien Korelasi Nilai “R” ... 54
DAFTAR PERSAMAAN
xv
Persamaan (1.1) : HCl + H2O → H3O+ + Cl⁻ ... 2 Persamaan (2.1) : 4Fe + 3 O2 → 2 Fe2 O3 ... 24 Persamaan (2.2) : 4 Fe+2 (aq) + O2 (g) + (4+2x) H2O(1) → 2Fe2O3x H2O(s) + 8
H+ (aq) ... 24 Persamaan (2.3) : O2 (g) + 2 H2O(1) + 4eˉ → 4 OHˉ (aq) ... 24 Persamaan (2.4) : Corrotion Rate (r) ... 25
DAFTAR PUSTAKA
Andinata, F., Destyorini, F., Sugiarti, E., Munasir, & Zaini, A., K. 2012.
Pengaruh PH Larutan Elektrolit terhadap Tebal Lapisan Elektroplating Nikel pada Baja St 37.
Anggono, J., T., S., Anggorowati, A., A., & Phengkusaksomo, G. 2000. STUDI Perilaku Korosi Tembaga Dengan Variasi Konsentrasi Asam Askorbat (Vitamin C) Dalam Lingkungan Air Yang Mengandung Klorida dan Sulfat.
Afandi, K., Y., Arief, S., I., & Amiadji. 2015. Analisa Laju Korosi pada Pelat Baja Karbon Dengan Variasi Ketebalan Coating.
Amri, A., & Kirono, S. 2011. Pengaruh Tempering pada Baja St 37 yang Mengalami Karburasi dengan Bahan Padat Terhadap Sifat Mekanis dan Struktur Mikro.
Baroto, T., B., & Sudargo, H., P. 2017. Pengaruh Arus Listrik dan Filler Pengelasan Logam Berbeda Baja Karbon Rendah (St 37) dengan Baja Tahan Karat (AISI 316L) terhadap Sifat Mekanis dan Struktur Mikro.
Gunawan, E. 2017. Pengaruh Temperatur pada Proses Perlakuan Panas Baja Tahan Karat Martensik AISI 431 terhadap Laju Korosi dan Struktur Mikro.
Hidayat, R., A., Rochani, I., & Supomo, H. 2013. Studi Eksperimen Perbandingan Laju Korosi pada Pelat ASTM (American Society For Testing and Material) A36 dengan Menggunakan Variasi Sudut Bending.
Kohar, R. 2013. Laju dan Bentuk Korosi pada Baja Karbon Menengah yang Mendapat Perlakuan pada Suhu Austenit Diuji Di Dalam Larutan NaCl 3
%.
Kusumo, A., D. 2018. Pengaruh Penggunaan Larutan Asam dan Basa pada Proses Quenching terhadap Kekerasan Baja St 37.
Manurung, C., & Napitupulu, M., A., R. 2014. Pengaruh Waktu Tahan dan Laju Pemansan terhadap Besar Butir Austenit dan Kekerasan pada Proses Heat treatment Baja HSLA.
Nova, S., & Misbah, N., M. 2012. Analisis Pengaruh Salinitas dan Suhu Air Laut terhadap Laju Korosi Baja A36 pada Pengelasan SMAW.
Ojahan, T., & Winata, C. 2013. Perhitungan Laju Korosi pada Material Baja A36 Akibat Proses Pengelasan SMAW (Shielded Metal Arc Welding).
Pattireuw, J., K., Rauf, A., F., & Lumintang, R. 2013. Analisis Laju Korosi pada Baja Karbon dengan Menggunakan Air Laut dan H2SO4.
60
61
Permadi, B., L., & Palupi, E., A. 2014. Analisa Laju Korosi pada Baja Karbon Ringan (Mild Steel) dengan Perlakuan Bending pada Media Pengkorosi Larutan Asam.
Purwanto, H. 2011. Analisa Quenching pada Baja Karbon Rendah dengan Media Solar.
Putri, M., A., Rochani, I., & Supomo, H. 2012. Studi Laju Korosi dan Survace Morfologi Pipa Bawah Laut Api 5L Grade X65 dengan Variasi Sudut Bending.
Reapproved. 1999. Standart Practice For Preparing, Cleaning, and Evaluating Corrosion Trst Specimens.
Saparin. 2016. Pemanfaatan Cangkang Buah Karet Sebagai Alternatif Carburizer pada Proses Pack Carburizing Baja Karbon Rendah St 37.
Saputra, R., & Tyastomo, E. 2016. Perbandingan Kekerasan dan Struktur Mikro Pegas Daun yang Mengalami Proses Heat treatment.
Sari, H., N. 2017. Perlakuan Panas pada Baja Karbon: Efek Media Pendingin terhadap Sifat Mekanik dan Struktur Mikro.
Surono, B., & Nofri, M. 2011. Perubahan Nilai Kekerasan dan Struktur Mikro AL-MG-SI Akibat Variasi Temperatur Pemanasan.
Tjitro, S., Anggono, J., Anggorowati, A., A., & Phengkusaksomo, G. 2000.
Studi Perilaku Korosi Tembaga dengan Variasi Konsentrasi Asam Askorbat (Vitamin C) dalam Lingkungan Air yang Mengandung Klorida dan Sulfat.
Wahyuana, C., M. 2014. Analisa Kekerasan dan Mikro Struktur terhadap Baja St 41 dengan VariasiI Holding Time dan Media Pendinginan (Quenching).
Fakultas Teknik
Program Studi Teknik Mesin
JI. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 Psw. 128 Malang
LEMBAR HASIL DETEKSI PLAGIASI SKRIPSI MAHASISWA PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUBAMMADIYAB MALANG
Lembar hasil deteksi plagiasi ini menyatakan bahwa mahasiswa berikut:
Nama : Rudi Hartono N I M : 20l4t0l20311093
Telah melalui cek kesamaan karya iltniah (Skripsi) Mahasiswa dengan hasil sebagai berikut:
SKRIPSI PRESENTASE KfiBAMAAN
BABIQENDAHULU 9%
BAB II (TINJAUAN PUSTAKA) 21%
BAB III (METODOLOGI) 35%
BAB IV (HASIL DAN PEMBAHASAN) 15%
BAB V (KESIMPULAN DAN SARAN) 4%
Dengan hasil ini dapat disimpulkan bahwa hasil deteksi plagiasi ini telah memenuhi syarat ketentuan yang diatur pada Peraturan Rektor No. 2 Tahun 2017 dan berhak mengikuti Ujian Skripsi.
Febriiari 2020