sifat fisis dan mekanis carburizing padat dari baja … · 2020. 5. 19. · “sifat fisis dan...
TRANSCRIPT
-
i
TUGAS AKHIR
SIFAT FISIS DAN MEKANIS CARBURIZING
PADAT DARI BAJA KARBON RENDAH
DENGAN ARANG AKASIA BERUKURAN 200
MESH MELALUI PROSES SHAKERMILL
Disusun :
WAHYU ANDRI PRASETYO
NIM : D200140174
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2019
-
ii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Saya menyatakan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “Sifat Fisis
Dan Mekanis Carburizing Padat Dari Baja Karbon Rendah Dengan
Arang Akasia Berukuran 200 Mesh Melalui Proses Shakermill” yang
dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh gelar sarjana S1
pada jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta. Sejauh
saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang
sudah dipublikasikan dan pernah dipakai untuk mendapatkan gelar
kesarjanaan dilingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau
instansi manapun, kecuali sebagian sumber informasinya saya cantumkan
sebagaimana mestinya.
Surakarta,16 Agustus 2019
Yang Menyatakan
Wahyu Andri Prasetyo
-
iii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas akhir yang berjudul “Sifat Fisis Dan Mekanis Carburizing Padat Dari
Baja Karbon Rendah Dengan Arang Akasia Berukuran 200 Mesh Melalui
Proses Shakermill” telah disetujui dan telah diterima untuk memenuhi
sebagai persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada jurusan Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan Oleh :
Nama : Wahyu Andri Prasetyo
NIM : D20 014 0174
Disetujui pada :
Hari:
Tanggal:
Pembimbing Utama
(Ir. H. Supriyono, MT, Ph.d)
-
iv
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas akhir berjudul ”Sifat Fisis Dan Mekanis Carburizing Padat Dari Baja
Karbon Rendah Dengan Arang Akasia Berukuran 200 Mesh Melalui
Proses Shakermill” telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji dan telah
dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat
sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama : Wahyu Andri Prasetyo
NIM : D20 014 0174
Disetujui pada,
Hari :
Tanggal :
Tim Penguji :
Ketua : Ir. H. Supriyono, MT, Ph.d ( )
Anggota 1 : Ir. Sunardi Wiyono, MT. ( )
Anggota 2 : Agus Yulianto, ST., MT. ( )
Dekan
Ketua Jurusan
Ir. Sri Sunarjono, M.T,.Ph.D Subroto, S.T, M.T
-
v
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR
Berdasarkan surat Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Nomor 70/A.4-II/TM/11/2018 Tanggal 13 Februari 2019 dengan ini :
Nama : Ir. H.Supriyono. MT. Ph.D
Pangkat/Jabatan : IVA/Lektor Kepala
Kedudukan : Pembimbing Utama
Memberikan Soal Tugas Akhir Kepada Mahasiswa :
Nama : Wahyu Andri Prasetyo
Nomor Induk : D200140174
NIRM : -
Jurusan/Semester : Teknik Mesin/Akhir
Judul/Topik : Sifat Fisis Dan Mekanis Carburizing Padat Dengan
Arang Akasia Berukuran 200 Mesh Dan Shaker Mill
Surakarta, 16 Februari 2019
Pembimbing
Ir. H. Supriyono. MT. Ph.D
-
vi
MOTTO
Kesabaran tidak ada batasnya, karena Allah memerintahkan hambaNya
untuk bersabar dan menguatkan kesabaran kita. Sabar juga akan
membawa keberuntungan
(Qs. Al Imran: 200)
“Kebanggaan kita yang terbesar adalah bukan tidak pernah gagal, tetapi
bangkit kembali setiap kali kita jatuh"
(Confusius)
“Kesuksesan bukan tentang seberapa banyak uang yang kamu hasilkan,
tapi seberapa besar kamu bisa membawa perubahan untuk hidup oran
lain”
(Michelle Obama)
-
vii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan penuh harap ridho Allah SWT, teriring perasaan
syukur dan sabar yang mendalam serta penghargaan yang tinggi,
setelah melewati berbagai ujian dalam perjuangan yang tak kenal
lelah, Saya persembahkan Tugas Akhir ini kepada:
Allah SWT karena semua yang terjadi di dunia ini atas kehendak-
NYA.
Bapak dan Ibu tercinta yang dengan segala kasih sayang,
kesabaran, keikhlasan dan pengorbanannya senantiasa
membimbing dan mendo’akanku.
Bapak Ir. H. Supriyono, MT, Ph.D selaku Dosen Pembimbing Tugas
Akhir. Saya berterimakasih atas pengarahan dan bimbingannya
yang telah banyak saya terima selama berada di Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
-
viii
“SIFAT FISIS DAN MEKANIS CARBURIZING PADAT DARI BAJA
KARBON RENDAH DENGAN ARANG AKASIA BERUKURAN 200
MESH MELALUI PROSES SHAKERMILL”
ABSTRAK
Baja karbon adalah baja yang memiliki kandungan karbon < 0,3
persen, Proses carburizing bertujuan untuk penambahan unsur karbon
dan perubahan sifat pada logam. Dalam penelitian ini bahan yang
digunakan untuk pembuatan arang berasal dari kayu akasia.arang
kayu akasia sendiri berasal dari pembakaran tidak sempurna terhadap
kayu akasia. Penelitian ini menggunakan alat shakermill untuk
melakukan proses High Energi Milling (HEBM). Alat ini dimodifikasi
sehingga bola baja saling bertumbukan dengan arang dan
menggunakan kecepatan 900 rpm selama 3 juta siklus dan ukuran
penumbukan bola baja 3/16.
Dari pengujian Selanjutnya baja karbon di uji strukturmikro dan
kekerasannya Vikers. Pengujian strukturmikro bertujuan untuk
mengetahui fase yang terdapat pada baja karbon yang dicarburizing
dengan arang akasia berukur 200 Mesh dan hasil shakermill.
Pada pengujian kekerasan vikers yang dilakukan pada baja karbon
bertujuan untuk mengetahui nilai kekerasan dari baja karbon yang
dicarburizing dengan arang akasia 200 Mesh dan proses shakermill.
Kata kunci : Carburizing,Fotomikro dan Kekerasan Vikers
-
ix
“SIFAT FISIS DAN MEKANIS CARBURIZING PADAT DARI DENGAN
BAJA KARBON RENDAH DENGAN ARANG AKASIA BERUKURAN
200 MESH MELALUI PROSES SHAKERMILL”
ABSTRACT
Carbon steel is steel that has a carbon content
-
x
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb
Segala puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan Hidayahnya sehingga penulis mampu
menyelesaikanTugas Akhir ini dengan baik.
Tugas Akhir yang berjudul “Studi Sifat Fisis Dan Mekanis
Carburizing Padat Dari Baja Karbon Rendah Dengan Arang Akasia
Berukuran 200 Mesh Melalui Proses Shakermill” disusun untuk
memenuhi persyaratan Sidang Sarjana S-1 pada Jurusan Teknik Mesin,
Fakultas Teknik, Universitas Muhamadiyah Surakarta.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat
bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis
mengucapkan terimakasih kepada:
1. Bapak, Ibu dan keluarga tercinta yang telah memberikan doa dan
dukungan baik moril maupun material dalam menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
2. Bapak Ir. H. Sri Sunarjono MT, Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Subroto, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
4. Bapak Joko Sedyono,ST, MT, Ph.D. selaku Pembimbing Akademik
yang telah banyak membimbing saya selama berada di Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
5. Bapak Ir. H. Supriyono, MT, Ph.D selaku Dosen Pembimbing Tugas
Akhir yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk
dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
-
xi
6. Dosen Jurusan Teknik Mesin beserta Staff Tata Usaha Fakultas
Teknik.
7. Teman - teman Teknik Mesin angkatan 2014 yang sudah banyak
membantu saya dan mendukung saya dalam perkuliahan selama di
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
8. Teman seperjuangan mahasiswa bimbingan Ir. H. Supriyono, MT,
Ph.D yang sudah banyak membantu saya dalam menyelsaikan Tugas
Akhir ini.
Akhir kata, penulis mohon maaf sebelum dan sesudahnya, jika
sekiranya terdapat kesalahan dan kekurangan dalam penulisan Tugas
Akhir ini, yang disebabkan adanya keterbatasan – keterbatasan antara
lain waktu, dana dan pengetahuan yang penulis miliki. Harapan penulis
semoga laporan ini bermanfaat untuk pembaca.
Tugas Akhir ini semoga dapat bermanfaat khususnya bagi penulis
dan pihak lain yang membutuhkan, Aamin ya Robbaal alamin.
Wassalamu’alaikum. Wr. Wb.
Surakarta, Juli 2019
Penulis
-
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR .................................................. ii
HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ................................................................... v
MOTTO ......................................................................................................... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ....................................................................... vii
ABSTRAK .................................................................................................... viii
ABSTRACT ................................................................................................... ix
KATA PENGANTAR ..................................................................................... x
DAFTAR ISI ................................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xv
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ............................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah .................................................................. 2
1.3 Batasan Masalah ....................................................................... 2
1.4 Tujuan Penelitian ....................................................................... 3
-
xiii
1.5 Manfaat Penelitian ..................................................................... 3
1.6 Metodologi Penelitian ................................................................. 3
1.7 Sistematika Penulisan ................................................................ 4
BAB II DASAR TEORI
2.1 Tinjuan Pustaka .......................................................................... 5
2.2 Landasan Teori .......................................................................... 6
2.2.1 Baja ................................................................................... 6
2.2.2 Carburizing ........................................................................ 7
2.2.3 Tumbukan ......................................................................... 9
2.2.4 Mesh ............................................................................... 10
2.2.5 Diagram Fasa Fe-C .......................................................... 12
2.2.6 Struktur Mikro ................................................................... 16
2.2.7 Uji Kekerasan Vickers ...................................................... 18
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir ............................................................................... 20
3.2 Bahan dan Alat .......................................................................... 21
3.2.1 Bahan ............................................................................... 21
3.2.2 Alat ................................................................................... 22
3.3 Langkah - Langkah Pembuatan Bahan Penelitian .................... 27
3.4 Langkah Penelitian .................................................................... 28
3.5 Teknik Analisa ........................................................................... 29
3.5.1 Pengamatan Struktur Mikro ............................................. 29
-
xiv
3.5.2 Pengamatan Kekerasan .................................................. 29
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Pembahasan Pengujian Struturmikro .......................... ............ ...31
4.2 Pembahasan Pengujian Kekerasan ......................................... 35
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ................................................................................ 38
5.2 Saran ......................................................................................... 39
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
-
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Fasa Fe-C ................................................................ 12
Gambar 2.2 Struktur Mikro Baja Karbon Ultra Rendah Seluruhnya Ferrite 13
Gambar 2.3 Struktur Mikro Baja Atau Besi pada Fasa Austenite............... 13
Gambar 2.4 Struktur Mikro Baja atau Besi pada Fasa Sementit ................ 14
Gambar 2.5 Struktur Mikro Besi pada Fasa Perlit ...................................... 15
Gambar 2.6 Struktur Mikro Besi pada Fasa Martensit ............................... 15
Gambar 2.7 Uji Kekerasan Vickers ............................................................ 18
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ........................................................... 20
Gambar 3.2 Serbuk Arang Akasia ............................................................. 21
Gambar 3.3 Bola Baja 3/16 inchi ............................................................... 21
Gambar 3.4 Baja Karbon Rendah .............................................................. 22
Gambar 3.5 Tumbukan Manual ................................................................. 22
Gambar 3.6 Ayakan 200 Mesh .................................................................. 23
Gambar 3.7 Shakermill .............................................................................. 24
Gambar 3.8 Tabung Uji .............................................................................. 24
Gambar 3.9 Mangkok Cawan .................................................................... 25
Gambar 3.10 Furnice ................................................................................. 25
Gambar 3.11 Resin .................................................................................... 26
Gambar 3.12 Gerinda Potong .................................................................... 26
Gambar 3.13 Amplas ................................................................................. 27
Gambar 3.14 Autosol ................................................................................. 27
Gambar 3.15 Alat Uji Struktur Foto Mikro .................................................. 29
Gambar 3.16 Alat Uji kekerasan Vikers ..................................................... 30
Gambar 4.1 Strukturmikro Baja Karbon 200 Mesh Bagian Tepi dengan
Pembesaran 100x ................................................................. 31
Gambar 4.2 Strukturmikro Baja Karbon 200 Mesh Bagian Transisi dengan
Pembesaran 100x ................................................................. 32
-
xvi
Gambar 4.3 Strukturmikro Baja Karbon 200 Mesh Bagian Tengah
dengan Pembesaran 100x .................................................... 32
Gambar 4.4 Strukturmikro dengan Proses Shakermill Bagian Tepi
dengan Pembesaran 100x .................................................... 33
Gambar 4.5 Strukturmikro dengan Proses Shakermill Bagian Transisi
dengan Pembesaran 100x .................................................... 34
Gambar 4.6 Strukturmikro dengan proses Shakermill Bagian Tengah
dengan Pembesaran 100x .................................................... 34
Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Kekerasan Benda Kerja Baja
Karbon ................................................................................... 36
-
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perbandingan Ukuran Mesh ...................................................... 11
Tabel 4.1 Nilai Kekerasan Baja Karbon 200 Mesh..................................... 35
Tabel 4.2 Nilai Kekerasan Baja Karbon Shakermill .................................... 36