LAPORAN SKRIPSI
ANALISA PERBEDAAN SIFAT MEKANIK PISTON SEPEDA MOTOR HONDA VARIO DENGAN PROSES VARIASI AGING HEAT TREATMENT
MUHAMMAD DIDIK RIYADI NIM. 201254089
DOSEN PEMBIMBING Rochmad Winarso, ST, MT Sugeng Slamet, ST, MT
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MURIA KUDUS 2017
HALAMAN PERSETUJUAN
ANALISA PERBEDAAN SIFAT MEKANIK PISTON SEPEDA MOTOR HONDA VARIO DENGAN PROSES VARIASI AGING HEAT TREATMENT
MUHAMMAD DIDIK RIYADI NIM. 201254089
Kudus, 4 Maret 2017
Menyetujui,
Pembimbing Utama,
Pembimbing Pendamping,
Rochmad Winarso, ST, MT. NIDN. 0612037201
Sugeng Slamet, ST, MT. NIDN. 0622067101 Mengetahui
Koordinator Skripsi
Qomaruddin, ST, MT. NIDN. 0626097102
ii
HALAMAN PENGESAHAN ANALISA PERBEDAAN SIFAT MEKANIK PISTON SEPEDA MOTOR HONDA VARIO DENGAN PROSES VARIASI AGING HEAT TREATMENT MUHAMMAD DIDIK RIYADI NIM. 201254089
Kudus, 4 Maret 2017
Menyetujui,
Ketua Penguji,
Anggota Penguji I,
Anggota Penguji II,
Taufiq Hidayat, ST, MT. NIDN. 0023017901
Rianto Wibowo, ST, M.Eng. NIDN. 0630037301
Rochmad Winarso, ST, MT. NIDN. 0612037201
Mengetahui Dekan Fakultas Teknik
Ketua Program Studi Teknik Mesin
Mohammad Dahlan, ST, MT. NIDN. 0601076901
Taufiq Hidayat, ST, MT. NIDN. 0023017901
iii
PERNYATAAN KEASLIAN Saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama
: Muhammad Didik Riyadi
NIM
: 201254089
Tempat & Tanggal Lahir
: Jepara, 15 Maret 1994
Judul Skripsi
: Analisa Perbedaan Sifat Mekanik Piston Sepeda Motor Honda Vario Dengan Proses Variasi Aging Heat Treatment
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa penulisan Skripsi ini berdasarkan hasil penelitian, pemikiran dan pemaparan asli dari saya sendiri, baik untuk naskah laporan maupun kegiatan lain yang tercantum sebagai bagian dari Skripsi ini. Seluruh ide, pendapat, atau materi dari sumber lain telah dikutip dalam Skripsi dengan cara penulisan referensi yang sesuai. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya dan apabila di kemudian hari terdapat penyimpangan dan ketidakbenaran dalam pernyataan ini, maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar dan sanksi lain sesuai dengan peraturan yang berlaku di Universitas Muria Kudus. Demikian pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar tanpa paksaan dari pihak manapun.
Kudus, 4 Maret 2017 Yang memberi pernyataan,
Materai 6000
Muhammad Didik Riyadi NIM. 201254089
iv
ANALISA PERBEDAAN SIFAT MEKANIK PISTON SEPEDA MOTOR HONDA VARIO DENGAN PROSES VARIASI AGING HEAT TREATMENT Nama mahasiswa
: Muhammad Didik Riyadi
NIM
: 201254089
Pembimbing
:
1. Rochmad Winarso, ST, MT 2. Sugeng Slamet, ST, MT
ABSTRAK Piston merupakan salah satu komponen yang ada pada mesin untuk motor bakar. Piston sering mengalami tekanan, gesekan dan pemanasan ketika mesin sedang bekerja. Sehingga piston juga mengalami kerusakan dan perlu dilakukan penggantian pada piston. Pada penelitian ini dilakukan analisa perbedaan produk yang dijual dipasaran untuk mengganti komponen piston yang rusak. Piston yang diteliti adalah piston produk X dan piston produk Y. Pada analaisa dilakukan juga perlakuan panas Actrifical Aging dengan suhu 150o C dan 200o dengan masingmasing waktu tahan 2 Jam. Pada piston X nilai kekerasan rata-rata untuk tiap daerah adalah 54,98 HRB dan piston Y 51,03 HRB sebelum dilakukan Aging. Setelah dilakukan Aging dengan suhu 150o C nilai kekerasan X cenderung menurun sebanyak 5% sedangkan piston Y mengalami kenaikan sebanyak 11% Akan tetapi setelah dilakukan Aging 200o C kedua produk piston mengalami penurunan kekerasan dari Raw Material sebanyak 27% untuk piston X dan 20% untuk piston Y. Pada suhu 200o C kedua piston mengalami Over Aging sehinga nilai kekerasannya menurun dari Raw Material.
Kata kunci : Piston, Aging Heat Treatment, Uji Struktur Mikro, Uji Kekerasan,
5
ANALYSIS OF DIFFERENCES IN THR MECHANICAL PISTON MOTORCYLCE HONDA VARIO WITH AGEING HEAT TREATMENT PROCESS VARIATIONS
Student Name
: Muhammad Didik Riyadi
Student Identity Number
: 201254089
Supervisor
: 1. Rochmad Winarso, ST, MT. 2. Sugeng Slamet, ST, MT.
ABSTRACT Piston is one of the components in the engine's combustion engine. Piston often subjected to pressure, friction and heating when the machine is running. So that the piston also experienced broken and replacement needs to be done on the piston. In this research, analysis of differences in products sold in the market to replace the damaged piston components. Piston studied are piston product X and Y. In the piston products performed well analaisa Actrifical Aging heat treatment at a temperature of 150o C and 200o with each period lasting 2 hours. On the piston X average hardness values for each region are 54,98 HRB and piston Y 51,03 HRB before Aging. After Aging at a temperature of 150o C hardness value of X tends to decrease as much as 5% while the piston Y increased by 11%. However, after the 200o C Aging second piston products decreased as much violence to the piston X 27% and 20% to piston Y. At a temperature of 200o C Aging Over both the piston so that the value of Raw Material hardness decreases.
Keywords : Piston, Aging Heat Treatment, Structur Micro, Hardness Tester
6
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirabbil’aalamin, Puji syukur penulis panjatkan atas ke hadirat Allah SWT, atas berkat dan rahmat-Nya lah penulis dapat menyelesaikan skripsi berjudul Analisa Perbedaan Sifat Mekanik Piston Sepeda Motor Honda Vario Dengan Proses Variasi Aging Heat Treatment”. Penyusunan Skripsi ini ditujukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar sarjana pada program studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus. Pelaksanaan Skripsi tak lepas dari bantuan dan dukungan beberapa pihak, untuk itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Bapak Taufik Hidayat, ST., MT, selaku ketua Program Studi Teknik Mesin. 2. Bapak Rochmad Winarso, ST., MT, Selaku Dosen pembimbing Utama yang telah banyak membantu, memberikan motivasi, memberikan pencerahan bahkan selalu mencarikan solusi-solusi terbaik dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 3. Bapak Sugeng Slamet ST., MT. Selaku Dosen pembimbing kedua yang telah banyak membantu, memberikan motivasi, memberikan pencerahan bahkan selalu mencarikan solusi-solusi terbaik dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 4. Bapak Taufik Hidayat, ST., MT, sebagai penguji yang telah banyak membantu dalam pemahaman dan tambahan-tambahan pada Skripsi ini. 5. Bapak Riyanto Wibowo ST, M.eng, selaku penguji yang telah banyak membantu dalam pemahaman dan tambahan-tambahan pada Skripsi ini. 6. Seluruh Dosen di Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus. 7. Staf progdi Teknik Mesin atas bantuan-bantuan pelaksanaan proses penelitian skripsi dan seminar. 7
8. Kedua orangtuaku, beserta saudara-saudaraku yang telah banyak memberikan dukungan, doa, nasehat, motivasi dan semangat dalam hidupku sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik. 9. Teman-teman seperjuangan di Teknik Mesin Angkatan 2012
Penulis menyadari adanya kekurangan dan ketidaksempurnaan dalam penulisan skripsi ini, karena itu penulis menerima kritik, saran dan masukan dari pembaca sehingga penulis dapat lebih baik di masa yang akan datang. Akhirnya penulis berharap semoga buku tesis ini bisa bermanfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi para pembaca.
Kudus, 4 Maret 2017 Penulis
8
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................ ii HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... iii ABSTRAK ......................................................................................................... v ABSTRACT ....................................................................................................... vi KATA PENGANTAR ....................................................................................... vii DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xi DAFTAR TABEL ............................................................................................. xii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang .............................................................................................. 1.2 Perumusan Masalah ..................................................................................... 1.3 Batasan Masalah ........................................................................................... 1.4 Tujuan .......................................................................................................... 1.5 Manfaat ........................................................................................................
1 1 2 2 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Landasan Teori .............................................................................................. 3 2.1.1 Piston .................................................................................................. 3 2.1.2 Karakteristik Piston ............................................................................ 3 2.1.3 Material Piston .................................................................................... 5 2.1.4 Paduan Al-Si ...................................................................................... 5 2.1.5 Perlakuan Panas .................................................................................. 7 2.1.6 Tahap Penuaan (Aging) ...................................................................... 8 2.1.7 Pengujian Kekerasan .......................................................................... 9 2.2 Penelitian Yang Relevan ............................................................................ 11 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Spesimen Penelitian ..................................................................................... 3.2 Peralatan Penelitian ....................................................................................... 3.2.1 Spektrometer Metal Scan...................................................................... 3.2.2 Tungku Pemanas (Furnace Chamber) ................................................. 3.2.3 Mesin Grinding/poleshing ................................................................... 3.2.4 Alat Uji Struktur Miko ......................................................................... 3.2.5 Alat Uji Kekerasan ............................................................................... 3.3 Prosedur Penelitian ....................................................................................... 3.3.1 Studi Pustaka Tentang Material Piston Dan Al-Si................................ 3.3.2 Pemilihan Produk Piston Untuk Perbandingan ..................................... 3.3.3 Pengamatan Pada Piston ....................................................................... 3.3.4 Uji Komposisi Kimia ............................................................................ 3.3.5 Melakukan Proses Aging Heat Treatment ............................................ 3.3.6 Menyiapkan Spesimen Uji ....................................................................
9
13 13 13 14 14 15 15 16 16 16 16 16 16 18
3.3.7 Karakterisasi Piston .............................................................................. 3.3.7.1 Uji Struktur Mikro ....................................................................... 3.3.7.2 Uji Kekerasan .............................................................................. 3.3.8 Pengolahan Data Hasil Uji .................................................................... 3.3.9 Analisa Perbedaan Piston ................................................................... 3.3.10 Kesimpulan ......................................................................................... 3.4 Diagram Alir Penelitian ................................................................................
19 19 21 23 23 23 24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pemilihan Produk Piston ............................................................................. 4.2 Hasil Dan Pembahasan Pengamatan Piston ................................................ 4.3 Komposisi Kimia Piston .............................................................................. 4.3.1 Perbandingan Komposisi Kimia Piston................................................... 4.3.2 Pembahasan Komposisi Kimia Piston X ................................................. 4.3.3 Pembahasan Komposisi Kimia Piston Y ................................................. 4.4 Penjelasan Melakukan Proses Aging Heat Treatment ................................. 4.5 Hasil Dan Pembahasan Perbandingan Uji Struktur Mikro .......................... 4.5.1 Perbandingan Hasil Uji Struktur Mikro .................................................. 4.5.2 Pembahasan Hasil Uji Struktur Mikro .................................................... 4.5.2.1 Piston X Dan Piston Y (Raw Material) ....................................... 4.5.2.2 Piston X Dan Piston Y Aging 150o C .......................................... 4.5.2.3 Piston X Dan Piston Y Aging 150o C .......................................... 4.6 Hasil Dan Pembahasan Uji Kekerasan......................................................... 4.6.1 Hasil Uji Kekerasan Piston ..................................................................... 4.6.2 Perbandingan Hasil Uji Kekerasan Piston .............................................. 4.6.2.1 Perbandingan Kekerasan Daerah Kepala Piston ......................... 4.6.2.2 Perbandingan Kekerasan Daerah Dinding Piston......................... 4.6.2.3 Perbandingan Kekerasan Daerah Potongan Piston ...................... 4.7. Pembahasan...................................................................................................
25 25 27 27 28 28 29 31 31 32 32 32 32 33 33 37 37 38 39 40
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 42 5.2 Saran ............................................................................................................. 43 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 44 LAMPIRAN BIODATA PENULIS
10
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar 2.1 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 3.9 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7 Gambar 4.8 Gambar 4.9
Bagian-Bagian Piston ................................................................. Kerusakan Piston ........................................................................ Diagram Fasa Al-Si .................................................................... Alat Uji Rockwell ....................................................................... Spektrometer Metal Scan ........................................................... Furnace Chamber ....................................................................... Mesin Grinding/Poleshing .......................................................... Mikroskop Olympus ................................................................... Rocwell Hardness Tester ............................................................ Daerah Kepala Piston ................................................................ Daerah Dinding Piston ................................................................ Daerah Potongan Piston .............................................................. Diagram Alir Penelitian ............................................................... Proses Pemotongan Piston .......................................................... Hasil Potongan Piston X.............................................................. Hasil Potongan Piston Y.............................................................. Diagram Fasa Al-Si ..................................................................... Tungku Pemanas (Furnace Chamber) Pada Saat Suhu 150o C ... Tungku Pemanas (Furnace Chamber) Pada Saat Suhu 200o C ... Grafik Nilai Kekerasan Daerah Kepala Piston ............................ Grafik Nilai Kekerasan Daerah Dinding Piston .......................... Grafik Nilai Kekerasan Daerah Potongan Piston ........................
11
4 5 6 10 13 14 14 15 15 22 22 23 24 25 26 26 29 30 30 37 38 39
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel 2.1. Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Tabel 4.8 Tabel 4.9 Tabel 4.10 Tabel 4.11
Penamaan standart untuk proses perlakuan panas pada aluminium 9 Skala Kekerasan ............................................................................... 11 Perbandingan Komposisi Kimia Piston X Dan Piston Y ............... 27 Komposisi Kimia Aluminium AA.333.0 (MatWeb) ..................... 28 Sifat Mekanik Aluminium AA.333.0 (MatWeb) ........................... 28 Komposisi Kimia Aluminium AA.336.0 (MatWeb) ..................... 28 Sifat Mekanik Aluminium AA.336.0 (MatWeb) ........................... 28 Hasil Uji Kekerasan Piston X (Raw Material) .............................. 33 Hasil Uji Kekerasan Piston X Aging 150o C 2 Jam ....................... 34 Hasil Uji Kekerasan Piston X Aging 200o C 2 Jam ...................... 34 Hasil Uji Kekerasan Piston Y (Raw Material) .............................. 35 Hasil Uji Kekerasan Piston Y Aging 150o C 2 Jam ....................... 35 Hasil Uji Kekerasan Piston Y Aging 200o C 2 Jam ...................... 36
12
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 Lampiran 5 Lampiran 6 Lampiran 7
Proses Pemotongan Piston Surat Keterangan Hasil Uji Komposisi Proses Perlakuan Panas Proses Mounting Proses Pengamplasan Dan Poleshing Spesimen Proses Melakukan Uji Struktur Mikro Dan Hasil Uji Kekerasan Surat Pengantar Penelitian
13
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN Al
: Aluminium
Si
: Silikon
Mg
: Magnesium
Fe
: Besi
Zn
: Seng
Mn
: Mangan
Ni
: Nikel
Sn
: Timah Putih
Cu
: Tembaga
14
