BAB IV ANALISA DATA
4.1 Analisa Uji Metalografi
Pengujian Metalorgrafi untuk struktur mikro pada Balance Shaft , dengan diketahuinya jenis struktur mikro pada material. Maka akan diketahui pula sifat dari material itu sendiri. Pengamatan struktur mikro dilakukan setelah specimen yang telah dipotong dilakukan pembingkaian, pemolesan dan pengetsaan.
Pengujian struktur mikro yang menggunakan Micro Hardenes Tester alat ini digunakan untuk mengukur kekerasan suatu material dan dilengkapi dengan mikroskop mikro,sehingga alat ini juga dapat digunakan untuk melakukan foto mikro dengan pembesaran 10kali, 50 kali dan 100 kali.
Pengamatan struktur mikro dilakukan setelah sepesimen yang telah dipotong, dilakukan pembingkaian, pemolesan, dan pengetsaan.
Gambar 4.1 Pembingkaian specimen pengujian metalografi
Setelah dilakukan pengetsaan pada specimen dengan tujuan untuk menghilangkan batas butiran, maka selanjutnya .Pengujian dilakukan dengan beberapa kali pembesaran untuk mengamati struktur mikro yang terdapat pada sepesimen material balance shaft.
Berikut hasil pengujian struktur mikro pada Balance Shaft :
1. Pengamatan struktur mikro Balance Shaft dengan pembesaran normal.
Berikut hasil pengujian struktur mikro pada pembesaran 10x
Gambar 4.2 Spesimen1 struktur mikro dengan pembesaran 10x
Dari gambar 4.2 pembesaran 10x. batas butiran pada permukaan terlihat jelas fasa ferrit dan perlit dengan diketahui fasa perlit (berwana gelap), dan sisanya ferrit (berwarna terang), fasa ferrit terjadi pada temperatur 400ºC dengan kelarutan karbon 0,008%
Gambar 4.3 Spesimen 1 strukturmikrodenganpembesaran50x
Dari gambar 4.3 pembesaran50x. batas butiran terlihat jelas fasa perlit dan ferrit dengan diketahui fasa perlit (berwana gelap), ferrit (berwarnaterang) tetap
Pearlite
Ferrite
Pearlite
ferrite
Ferrite Ferrite
masih mendominasi pada sisi permukaan untuk kelarutan kadar karbon pada ferrit sebesar 0,008% pada temperatur 723ºC
Gambar 4.4 Spesimen 1 struktur mikro dengan pembesaran 100x
Dari gambar 4.4 pembesaran 100x. batas butiran terlihat jelas fasa perlit, ferrit dengan diketahui fasa perlit (berwana gelap), Nampak jelas pada suatu tempat terbentuk pada temperature dibawah 723ºC sampai 300ºC dengan kadar karbon sebesar 0,8%. Sedangkan fasa ferrit (berwarna terang) masih terlihat dominan pada setiap tempat permukaan dengan hitam untuk kelarutan karbon 0,008%
Gambar 4.5 Spesimen 2 struktur mikro dengan pembesaran 10x
Ferrite Perlite
pearlite
ferrite
Dari gambar 4.5 pembesaran 10x. batas butiran terlihat jelas fasa perlit dan ferrit dengan diketahui fasa perlit (berwana gelap), fasa ferrit (berwarna terang) Nampak jelas pada suatu tempat berbentuk pada temperature dibawah 723ºC sampai 300ºC dengan kadar karbon sebesar 0,8%. Sedangkan fasa ferrit (berwarna terang) masih terlihat dominan pada setiap tempat permukaan dengan hitam untuk kelarutan karbon 0,008%
Gambar 4.6 Spesimen 2 struktur mikro dengan pembesaran50x
Dari gambar 4.6 pembesaran 50x. batas butiran pada permukaan semangkin jelas fasa perlit dan ferrit. Untuk fasa perlit (berwana gelap), daerah permukaan terlihat jelas dan untuk fasa ferrit (berwarna terang) tetap masih mendominasi pada setiap sisi permukaan untuk kelarutan kadar karbon pada ferrit sebesar 0,008% pada temperatur 723ºC.
Gambar 4.7 Spesimen 2 struktu rmikro dengan pembesaran100x ferrite
ferrite
perlite
pearlite
Dari gambar 4.7 Dari pengamatan struktur mikro, memiliki fasa beragam mulai dari ferrit dan perlit semangkin jelas pada pembesaran 100x. terlihat bercak putih yang menandakan keberadaan ferrit (berwarna terang) pada struktur mikro tersebut, temperatur 400ºC dengan kelarutan karbon 0,8% dengan fasa perlit berwarna gelap terbentuk temperature dibawah 723º sampai 300ºC
Gambar 4.8 Spesimen 3 struktur mikro dengan pembesaran 10x
Dari gambar 4.8 pengamatan struktur mikro dengan pembesaran 10x.
batas butiran terlihat jelas fasa perlit dan ferrit dengan diketahui fasa perlit (berwana gelap), Nampak jelas pada satu tempat terbentuk pada temperatur dibawah 723ºC sampai 300ºC dengan kadar karbon sebesar 0,8%. Sedangkan fasa ferrit (berwarna terang) masih terlihat dominan pada setiap tempat permukaan dengan hitam kelarutan 0,008%
Gambar 4.9Spesimen 3 strukturmikrodenganpembesaran50x
Perlite ferrite
ferrite
Perlite
Ferrite
Dari gambar 4.9 pengamatan struktur mikro dengan pembesaran 50x.
batas butiran terlihat jelas fasa perlit dan ferrit dengan diketahui fasa perlit (berwana gelap), fasaferrit (berwarna terang) tetapi masih mendominasi pada setiap sisi permukaan untuk kelarutan kadar karbon pada ferrit sebesar 0,008%
pada temperatur 723ºC
Gambar 4.10 Spesimen 3 struktur mikro dengan pembesaran 100x
Dari gambar 4.10 pengamatan struktur mikro dengan pembesaran 100x.
batas butiran terlihat jelas fasa perlit dan ferrit dengan diketahui fasa perlit (berwana gelap), ferrit (berwarna terang) tetapi masih mendominasi pada setiap sisi permukaan untuk kelarutan kadar karbon pada ferrit sebesar 0,008% pada temperatur 723ºC.
Setelah melakukan pengamatan dari hasil uji metalografi dengan pembesaran 10, 50 dan100 kali pembesaran bahwa material tersebut memiliki banyak struktur mikro berjenis ferrit. Dimana apabila suatu material tersebut memiliki struktur mikro ferrit maka sifat mekanis material tersebut memiliki kekerasan yang lebih rendah karna kekuatannya kecil.
Pada gambar terlihat jelas banyak batas butiran tapi dengan ukuran yang kecil. Ukuran batas butir ini mempengaruh kekuatan suatu bahan. Semangkin kecil ukuran butirannya, semangkin halus permukaannya, maka semangkin kuat material tersebut. Penguatan ini terjadi karena semangkin kecil ukuran butiran maka akan semngkin kecil akan meningkatkan jumlah batas butiran yang menghambat dislokasi
Ferrite
Perlite
4.2Analisa Uji Bending
Berikut tabel dari hasil uji bending dengan spesimen material balance shaft yang di lakukan di Politeknik Kampar.
Specimen Area (mm^2)
Max.Force (N)
0.2% Y.S (N/mm^2)
Yield strengh (N/mm^2)
Bending Strengh (N/mm^2)
Elongation (%)
Sampel 1 210.960 22114.5 61.55 57.66 1310.35 17.02
Sampel 2 193.050 15294.4 18.33 43.05 1056.34 17.02
Tabel 4.1 Tabel Hasil Uji Bending
Pada pengujian bending ini menggunakan Three point bending adalah cara pengujian yang menggunakan 2 tumpuan dan 1 penekan.
Pada pengujian bending spesimen 1 pada batang uji face bend tidak terdapat retak dan porosity untuk batang uji root bend tidak terdapat retak, tidak terdapat crack.
Gambar 4.11 Hasil uji bending sampel 1
Gambar 4.12 Grafik tegangan dan regangan spesimen 1 uji bending material
Grafik diatas menunjukan beban maksimal sebesar 12164.5 N untuk specimen uji bending pada Yield Strength dimana tidak terdapat cacat pada specimen uji.
Untuk Spesimen uji bending pada Tensile Strength beban Max. Force sebesar 22114.5 N tidak terdapat cacat pada specimen uji.
Pada pengujian bending spesimen 2 pada batang uji face bend tidak terdapat retak dan porosity untuk batang uji root bend tidak terdapat retak, tidak terdapat crack..
Gambar 4.12 Hasil uji bending sampel 2
Gambar 4.14 Grafik tegangan dan regangan spesimen 2 uji bending material
Grafik diatas menunjukan beban maksimal sebesar 8311.6 N untuk specimen uji bending padaYield Strength dimana tidak terdapat cacat pada spesimen uji.
Untuk Spesimen uji bending pada Tensile Strength beban Max. Force sebesar 15294.4 N tidak terdapat cacat pada spesimen uji.
4.3 Hasil Uji Komposisi Kimia
Pengujian komposisi kimia bertujuan untuk mengetahui komposisi apa saja yang terkandung pada Balance shaft, dengan mengetahui komposisi material yang terkandung pada specimen uji.
UNSUR PERSENTASE %
Al 21,334 %
Si 27,633 %
P 39,587 %
Cl 1,032 %
Ca 8,626 %
Ti 0,099 %
Cr 0,046 %
Fe 1,341 %
Ba 0,293 %
Tabel 4.2 hasil uji komposisi kimia pada Balance Shaft.
Dari hasil pengujian komposisi kimia pada specimenbalance shaftdan adapun unsur-unsur yang ada pada spesimen balance shaft.Berikut ini pengaruh unsur – unsur kimia terhadap baja paduan sebagai senyawa dengan unsur lainnya.
4.3.1 Aluminium ( Al )
Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan aluminium ( Al ) adalah 21,344 %, Pengaruh Unsur aluminium dalam baja dapat berfungsi sebagai penstabil ferrite. Penambahan aluminium dalam baja akan meningkatkan ketahanan terhadap oksidasi dan Kekuatan baja paduan Al sangat tinggiakan tetapi ketangguhan sangat rendah, sedangkan ketahanan korosi baja paduan Alsangat tinggi setara dengan baja tahan karat konvensional.
4.3.2 Silikon ( Si )
Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan nilai komposisi silikon (si) adalah 27,633 %, nilai komposisi ini tidak sesuai dengan nilai komposisi yang telah di tentukan. Pada baja dengan kandungan Silikon ( Si ) tinggi, atom-atom yang menyusun unit sel akan tertata secara merata dan membentuk struktur jenuh yang memiliki karakteristik seragam,serta sekaligus juga tingkat kerapuhan bahandan sudah kehilangan kemampuan bentuknya.
4.3.3 Fosfor ( P )
Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan fosfor (P) adalah 39,587
% , nilai komposisi ini tidak sesuai dengan nilai komposisi yang telah di tentukan.
Pada paduan baja-karbon, kandungan P juga menjadi penyebab perapuhan baja pada keadaan dingin yang ditunjukkan dengan peningkatan kekuatan namun dengan demikian menurunkan mampu tariknya sebagaimana ditunjuKandungan P tinggi (sampai dengan 0,6%) didalam baja, sebab P meningkatkan fluiditas cairan sehingga mampu alirnya meningkat cukup tinggi.
4.3.4 Klorin ( Cl )
Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan klorin ( Cl ) adalah 1,032
%,Sifat klorin sebagai oksidator kuat, memudahkan klorin berikatan dengan senyawa lain , Membentuk senyawa-senyawa yang bersifat racun seperti senyawa organo klorin yang memiliki efek karsinogen.
4.3.5 Kalsium ( Ca )
Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan kalsium ( Ca ) adalah 8,626 %, Penambahan kalsium membuat struktur mikro yang dihasilkan lebih halus dan jumlah fasa intermetalik meningkat dengan semakin meningkatnya kandungan kalsium..
4.3.6 Titanium ( Ti )
Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan titanium ( Ti ) adalah 0,099 %, nilai komposisi ini tidak sesuai dengan nilai komposisi yang telah di tentukan.Sifat Karbid Titanium memiliki kekerasan yang tinggi dan titik lebur yang tinggi karena merupakan unsur logam keras.
4.3.7 Kromium ( Cr )
Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan kromiuim (Cr) adalah 0,046 %, nilai komposisi ini tidak sesuai dengan nilai komposisi yang telah di tentukan. Kadar kromium di dalam besi mulai dari 1,5% dan dikeraskan dalam oli. Kromium juga menyebabkan baja memiliki struktur butiran yang lebih halus, dan kromium juga menyebabkan turunnya kecepatan pendinginan kritis yang sangat besar. Salah satu pengaruh yang sangat signifikan dari kurangnya nilai komposisi dapat menyebabkan menurunnya tetahanan korosi pada baja.
4.3.8 Besi ( Fe )
Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan besi ( Fe ) adalah 1,341
%, nilai komposisi ini tidak sesuai dengan nilai komposisi yang telah di tentukan.Pada dasarnya komposisi baja ialah besi (Fe) dengan tambahan unsur Karbon ( C ) sampai dengan 1.67% (maksimal). Dari hasil penelitian nilai komposisi kimia pada besi ( Fe ) rendah mengakibatkan baja menurunnya kekuatan tariknya dan kekuatan leleh pada baja.
4.3.9 Barium ( Ba)
Dari hasil penelitian didapatkan hasil kandungan barium ( Ba ) 0,293 %, Unsur barium ini berpengaruh sebagai pengeras pada baja, dan merupakan unsur metalik, lunak. Kandungan unsur barium yang rendah juga menjadi penyebab perapuhan baja pada keadaan dingin yang ditunjukkan dengan meningkatkan fluiditas cairan sehingga mampu alirnya meningkat cukup tinggi.
Dari hasil penelitian yang di lakukan dapat di analisa akibat terjadinya unbalance pada spesimen Balance Shaft adalah pengaruh kandungan unsur Fosfor ( F ) yang ada pada material balance shaft terlalu tinggi yaitu Fosfor (P) 39,587%,dimana sifat dari unsur tersebut yakni rapuhyang membuat nilai kekerasan tiap masing masing balance shaft berbeda yakni ketika balance shaft
berkerja didalam silinder dimana temperatur bisa mencapai 82ºC - 92ºC didalam silinder blok.jika terjadi panas yang berlebih maka akan terjadi pemuaian, pada temperatur tersebut fasa ferrit mulai terbentuk.sehingga dianalisa nilai kekerasan yang di peroleh masing-masing komponen memiliki sifat ulet. yang disebabkan jumlah fasa ferrit terlalu dominan yang bisa dilihat pada pengujian metalorgrafi sehingga kekerasan yang ada pada material tidak tinggi.
Sedangkan paduan unsur aluminium 21,334 % dan unsur silikon 27,633 % , Panduan unsur aluminium dengan unsur silikon yang tinggi akan memberikan kekerasan dan kekuatan tensil yang cukup besar, hingga mencapai 525 MPa pada aluminium paduan yang dihasilkan pada perlakuan panas. Jika konsentrasi silikon lebih tinggi dari 15%, tingkat kerapuhan baja akan meningkat secara drastis akibat terbentuknya kristal granula silika.
Pada unsur Khrom (Cr) hanya memiliki jumlah yang sangat rendah hanya (Cr) 0,046% dan tidak sesuai dengan standar Kadar kromium di dalam baja mulai dari 1,5%, memiliki pengaruh yang hampir sama dengan mangan yaitu meningkatkan ketangguhan, kemampuan untuk dikeraskan dan tahan terhadap temperatur tinggi. Salah satu pengaruh yang sangat signifikan dengan penambahan krom pada baja adalah meningkatkan ketahanan korosi .
