ANALISA PENGARUH VARIASI MEDIA PACK
CARBURIZING TERHADAP KEKERASAN BAJA AISI 1020
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Program Diploma IV Teknik Mesin Produksi dan Perawatan
Jurusan Teknik Mesin
Oleh:
Nama: Rafi Banar Adi Nim: 061740211441
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA JURUSAN TEKNIK MESIN
PALEMBANG
2021
ii
ANALYSIS OF THE EFFECT OF CARBURIZING MEDIA PACK VARIATIONS ON THE HARDNESS OF 1020 AISI
STEEL
FINAL REPORT
Submitted to Comply with Terms of Completion
Applied Bachelor of Mechanical Engineering Produciton and Maintenance Study Program
Mechanical Engineering Department
By
Name: Rafi Banar Adi Nim: 061740211441
STATE POLYTECHNIC OF SRIWIJAYA PALEMBANG
2021
ii
ANALISA PENGARUH VARIASI MEDIA PACK
CARBURIZING TERHADAP KEKERASAN BAJA AISI 1020
LAPORAN TUGAS AKHIR
Disetujui oleh Dosen Pembimbing Proposal Tugas Akhir Program Studi Diploma-IV Teknik Mesin Produksi dan Perawatan
Jurusan Teknik Mesin
Pembimbing Utama, Pembimbing Pendamping,
Moch. Yunus, ST., M.T. Drs. Suparjo, M.T.
NIP. 195706161985031003 NIP. 1195902101988031001
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin,
Ir. Sairul Effendi, M.T.
NIP. 1963091219893031005
iii
HALAMAN PENGESAHAN UJIAN LAPORAN AKHIR Laporan Tugas Akhir ini diajukan oleh
Nama : Rafi Banar Adi
NIM : 061740211441
Konsentrasi Studi : D-IV TMPP
Judul Laporan Akhir : ANALISA PENGARUH VARIASI MEDIA PACK CARBURIZING TERHADAP KEKERASAN BAJA AISI 1020
telah selesai diuji, direvisi dan diterima sebagai
bagian persyaratan yang diperlukan untuk menyelesaikan studi pada Jurusan Teknik Mesin
Politeknik Negeri Sriwijaya Penguji:
Tim Penguji: 1. Drs. Suparjo, M.T. ( )
2. Ir Sairul Effendi, M.T. ( )
3. Taufikurrahman, S.T., M.T. ( )
4. Ella Sundari, S.T., M.T. ( )
Mengetahui:
Ketua Jurusan Teknik Mesin: Ir. Sairul Effendi, M.T. ( ) Ditetapkan di : Palembang
Tanggal : Agustus 2021
iv
ABSTRAK
Analisa Pengaruh Variasi Media Pack Carburizing Terhadap Kekerasan Baja AISI 1020
(2021: 9 + 35 Hal. + 29 + 7 + Lampiran) Rafi Banar Adi
061740211441
PRODI SARJANA TERAPAN TMPP JURUSAN TEKNIK MESIN
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
Baja AISI 1020 merupakan baja karbon rendah dengan komposisi C 0.20%, Si 0.24%, Mn 0.01067%, P 0.000025% dan S 0.000024%. Berdasarkan kandungan karbonnya memungkinkan baja ini dikeraskan permukaannya dengan proses pack carburizing dan quenching. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan 1 spesimen raw material dan 9 spesimen untuk proses pack carburizing.
Variasi media pack carburizing yang digunakan adalah batubara, arang kayu gelam dan arang tempurung kelapa. Proses pack carburizing dilakukan pada suhu 9000C dengan holding time 2 jam serta proses quenching menggunakan air PAM. Hasil pengujian didapatkan nilai rata-rata spesimen raw material sebesar 78.5 HRB.
Spesimen I media batubara didapatkan nilai rata-rata sebesar 108.86 HRB, Spesimen II media batubara didapatkan nilai rata-rata sebesar 111.03 HRB, Spesimen III media batubara didapatkan nilai rata-rata sebesar 113.13 HRB.
Spesimen I media arang kayu gelam didapatkan nilai rata-rata sebesar 88.53 HRB, Spesimen II media arang kayu gelam didapatkan nilai rata-rata sebesar 86.9 HRB, Spesimen III media arang kayu gelam didapatkan nilai rata-rata sebesar 88.36 HRB.
Spesimen I media arang tempurung kelapa didapatkan nilai rata-rata sebesar 100.336 HRB, Spesimen II media arang tempurung kelapa didapatkan nilai rata- rata sebesar 103.13 HRB, Spesimen III media arang tempurung kelapa didapatkan nilai rata-rata sebesar 99.8 HRB. Dari hasli pengujian didapatkan tingkat kekerasan rata-rata tertinggi pada spesimen 3 media batubara.
Kata Kunci : Kekerasan, Pack Carburizing, Quenching
v ABSTRACT
Analysis of the Effect of Carburizing Media Pack Variations on the Hardness of 1020 AISI Steel
(2021: 9 + 46 pp + 29 + 7 + Attachments) Rafi Banar Adi
061740211441
APPLIED ENGINEER OF MECHANICAL ENGINEERING PRODUCTION AND MAINTENANCE STUDY PROGRAM MECHANICALENGINEERING
DEPARTMENT STATE POLYTECHNIC OF SRIWIJAYA
AISI 1020 steel is a low carbon steel with a composition of C 0.20%, Si 0.24%, Mn 0.01067%, P 0.000025% and S 0.000024%. Based on its carbon content, it is possible for this steel to be surface hardened by pack carburizing and quenching processes. This study used an experimental method with 1 raw material specimen and 9 specimens for the pack carburizing process. Variations of the carburizing pack media used were coal, gelam wood charcoal and coconut shell charcoal. The pack carburizing process is carried out at a temperature of 9000C with a holding time of 2 hours and the quenching process uses PAM water. The test results obtained an average raw material specimen value of 78.5 HRB. Specimen I of coal media obtained an average value of 108.86 HRB, Specimen II of coal media obtained an average value of 111.03 HRB, Specimen III of coal media obtained an average value of 113.13 HRB. Specimen I of gelam wood charcoal media got an average value of 88.53 HRB, Specimen II of gelam wood charcoal media got an average value of 86.9 HRB, Specimen III got an average value of 88.36 HRB.
Specimen I of coconut shell charcoal media got an average value of 100.336 HRB, Specimen II of coconut shell charcoal media got an average value of 103.13 HRB, Specimen III of coconut shell charcoal media got an average value of 99.8 HRB.
From the test results obtained the highest average hardness level on specimen 3 coal media.
Key words : Hardness, Pack Carburizing, Quenching
vi
PRAKATA
Alhamdulillahirabbilalamin, penulis ucapkan kepada Allah SWT atas berkat, rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Proposal laporan Akhir ini dengan judul “Analisa Pengaruh Variasi Media Pack Carburizing Terhadap Kekerasan Baja AISI 1020”. Tujuan dari penyusunan Proposal Laporan Akhir ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat kurikulum di Politeknik Negeri Sriwijaya khususnya jurusan Teknik Mesin Program Studi Produksi dan Perawatan.
Selain itu, penyusunan Proposal Laporan Akhir ini ditujukan untuk menyelesaikan Program Studi Diploma IV Jurusan Teknik Mesin di Politeknik Negeri Sriwijaya,
Dalam penyusunan proposal Laporan Akhir ini, penulis banyak mendapatkan bantuan yang sangat berharga sehingga dapat menyelesaikan Proposal Laporan Akhir ini. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Ayahku dan Ibuku tercinta yang selalu memberikan Doa dan dukungan kepada Anaknya tercinta
2. Bapak Ir. Sairul Effendi, MT. dan seluruh staf jurusan/prodi D4 TMPP Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Sriwijaya.
3. Bapak Moch. Yunus, ST., M.T. selaku Pembimbing pertama dalam membantu penyusunan Laporan akhir ini.
4. Bapak Drs.Suparjo, M.T. selaku Pembimbing kedua dalam membantu penyusunan Laporan akhir ini.
5. Ika dan teman-teman terbaik ku PPA 2017 yang telah berjuang bersama sama selama 4 tahun.
6. Semua pihak terkait yang tidak mungkin disebutkan oleh penulis satu persatu
Penulis menyadari bahwa masih banyak terdapat kekurangan dalam tulisan proposal laporan akhir ini. Penulis menerima kritik dan saran dari pembaca agar penulis dapat membuat tulisan yang lebih baik.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih atas bantuan yang telah diberikan oleh semua pihak, semoga kebaikan menjadi amal ibadah yang mendapat Ridho dari Allah SWT, aamiin.
Palembang, Agustus 2021 Penulis
vii
DAFTAR ISI
Halaman Judul ... i
Halaman Pengesahan ... ii
Abstrak ... iv
Abstract ... v
Prakata ... vi
Daftar Isi ... vii
Daftar Gambar ... ix
Daftar Tabel ... x
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan dan Batasan Masalah ... 3
1.2.1 Rumusan Masalah ... 3
1.2.2 Batasan Masalah ... 3
1.3 Tujuan dan Manfaat ... 3
1.4 Sitematika Penulisan ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kajian Pustaka ... 5
2.2 Baja ... 7
2.3 Baja AISI 1020 ... 9
2.4 Carburizing ... 10
2.5 Pack Carburizing ... 12
2.6 Quenching ... 13
2.7 Presentase Karbon dan Katalisator ... 13
2.8 Uji Kekerasan Rockwell ... 15
2.9 Uji ANOVA ... 15
2.9.1. Uji Anova Satu Jalur (One Way Anova) ... BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Diagram Alir ... 18
3.2 Bahan Penelitian ... 19
3.3 Peralatan Penelitian... 21
3.4 Langkah-langkah Penelitian ... 23
3.5 Metode Pengumpulan Data ... 26
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Uji Kekerasan ... 28
4.2 Perhitungan Metode ANOVA Menggunakan Microsoft Excel 30 4.3 Perhitungan Metode ANOVA Secara Manual... 31
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 33
viii
5.2 Saran ... 33 DAFTAR PUSTAKA ... xii LAMPIRAN
ix
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1 Diagram Fasa Fe-C [3] ... 8
Gambar 2.2 Proses pack carburizing [5]... 10
Gambar 3.1 Baja AISI 1020 ... 19
Gambar 3.2 Arang tempurung kelapa ... 20
Gambar 3.3 Arang kayu gelam ... 20
Gambar 3.4 Batubara ... 20
Gambar 3.5 Tungku Pemanas Listrik... 21
Gambar 3.6 Kotak Carburizing... 21
Gambar 3.7 Sarung tangan kulit... 22
Gambar 3.8 Palu plastik ... 22
Gambar 3.9 Tang jepit... 22
Gambar 3.10 Alat uji kekerasan material ... 23
Gambar 3.11 Baja AISI 1020 setelah dipotong ... 24
Gambar 3.12 Proses Pack Carburizing ... 24
Gambar 3.13 Proses Quenching ... 25
Gambar 3.14 Pengujian Spesimen Uji Kekerasan ... 26
Gambar 4.1 Grafik uji kekerasan ... 30
x
DAFTAR TABEL
Hal Tabel 2.1 Skala Kekerasan Rockwell (Herrmann, Konrad 2011). ... 14 Tabel 3.1 Uji Kekerasan pada baja AISI 1020 tanpa perlakuan ... 26 Tabel 3.2 Uji kekerasan pada spesimen dengan variasi media pack carburizing . 27