1
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Pisau egrek adalah alat yang digunakan untuk pemanen kelapa sawit. Pisau egrek yang sering dipergunakan petani pemanen sawit adalah pisau egerk yang materialnya dibuat dari baja karbon sedang dengan proses pengerjaaan hammering dan dilakukan secara konvensional. Pisau egrek saat ini banyak ditemukan masalah yang diantaranya umur yang singkat sehingga mudah patah dan cepat aus. Hipotesis penulis umur yang singkat diakibatkan pemilihan material yang kurang tepat dan proses pengerjaan yang masih belum sesuai dengan sifat mekanik yang diharapkan pada pisau egerk pemanen sawit. Hamering dilakukan oleh dua orang dengan cara memukul pisau secara terus menerus, pada proses ini gaya yang diterima oleh pisau egrek tidak merata karena tidak konstannya gaya yang diberikan oleh tenaga manusia. Metode yang digunakan untuk perbaikan sifat mekanik sudah banyak diantaranya yaitu dengan mekanisme pengerasan regangan (strain hardening), larutan padat, fasa kedua, prespitasi, dispersi, penghalusan butir, dan deformasi plastis. Deformasi plastis adalah metode yang dipilih penulis, karena proses pengerjaan yang mudah dilakukan dan tidak membutuhkan biaya yang terlalu besar. Proses deformasi plastis menyeluruh adalah proses pembentukan logam
Universitas Sumatera Utara
2
dimana regangan plastis yang diberikan kepada logam atau material yang diproses sangat besar sehingga menghasilkan butir yang halus (ultra fine grain). Hammering adalah pengerjaan yang dipilih penulis untuk melakukan deformasi plastis pada pisau egrek yang akan diteliti. Hammering menggunakan mesin akan memberikan gaya yang kosntan sehingga jumlah gaya yang diterima oleh pisau egrek yang akan dibuat akan sama jumlahnya. Temperatur rekristalisasi yaitu, perubahan struktur kristal akibat pemanasan pada suhu kritis diaman untuk suhu kritis pada baja karbon adalah pada 723°C, sehingga dapat diartikan lebih lanjut bahwa temperatur rekristalisasi adalah suatu proses dimana butir logam yang terdeformasi digantikan oleh butiran baru yang tidak terdeformasi yang intinya tumbuh sampai butiran asli termasuk didalamnya. [George. E. Dieter] Dengan meningkatnya nilai kekerasan maka nilai ketangguhan dan struktur mikro cenderung menurun artinya dimana semakin keras bahan maka nilai ketangguhannya akan semakin menurun dan ukuran diameter butir semakin kecil pada proses tempering dan proses pengerolan di bawah temperatur rekristalisasi, sedangkan pada proses pengerolan di atas temperatur rekristalisasi dengan meningkatnya nilai kekerasan maka nilai ketangguhan meningkat artinya dimana semakin keras bahan maka nilai ketangguhannya akan semakin meningkat sedangkan untuk struktur mikro diameter butirnya semakin kecil(1). Kombinasi dari deformasi plastis dengan heatreament dengan dua tahap mengalami perbaikan pada kekerasan dan kekuatan, kekerasan tertinggi pada deformasi 25 % (2).
Universitas Sumatera Utara
3
Semakin tinggi tingkat deformasi maka butiran mikro struktur juga semakin kecil Kuatan tarik yang tertinggi terjadi pada deformasi 50 % pada suhu 950°C yaitu 550 Mpa(3). Pengaruh temperatur dan deformasi plastis, dalam struktur paduan tembaga diselidiki setelah uji tarik pada suhu 950 °C butir memanjang.Kekerasan dan kekuatan tarik menurun dari raw materialnya(4). Pada baja karbon rendah setelah dilakukan proses drawing mengalami penurunan sifat mekanis dari raw materialnya yaitu dari 670,88 MPA menurun menjadi 382,59(5) Kekuatan tarik maksimal terjadi pada deformasi 79 % suhu 550 °C yaitu 1550 MPa, dan kekuatan yield pada deformasi 79% suhu 550 °C yaitu 1400 Mpa, Kekuatan tarik dan kekerasan berbanding lurus yaitu
semakin tinngi
kekuatan tarinya semakin tinggi nilai kekerasannya yaitu 525 HV, setelah dilakukan perlakuan pengerolan dingin sifat mekanis lebih baik dari pada raw material(6). Baja bohler K460 adalah baja yang diproduksi oleh perusahaan Bohler yang mempunyai standart AISI O1 yang aplikasinya sering digunakan untuk pemotong, oleh karena itu penulis memilih baja bohler K460 sebagai raw material untuk pemilihan bahan mata pisau pemanen sawit. Berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan dan melihat kelebihan baja bohler K460 maka peneliti melakukan penelitian selanjutnya pada baja bohler K460 dengan metode deformasi plastis menggunakan hammering yang digerakkan oleh mesin. Dari penelitian yang dilakukan akan diamati perubahan sifat mekanis dan mikrostrukturnya sebelum dan sesudah dilakukan hammering.
Universitas Sumatera Utara
4
1.2. Perumusan Masalah Permasalahan yang akan dijadikan pokok bahasan dalam penelitian ini yaitu melakukan hamerring dengan suhu diatas rekristalisasi dengan menggunakan bahan baja bohler k460 yang sering digunakan untuk baja perkakas dan pemotong serta menganalisa sejauh mana pengaruh hamerring diatas suhu rekristalisasi terhadap sifat mekanik seperti kekerasan bahan, kekuatan tarik bahan dan mikrostruktur bahan.
1.3. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk: 1. Mengamati pengaruh perlakuan hamrreing diatas temperatur rekristalisasi dan tingkat deformasi terhadap sifat mekanis bahan seperti kekerasan, kekuatan tarik, dan struktur mikro bahan. 2. Mengetahui hubungan dan pengaruh ukuran butir terhadap sifat mekanis bahan. 3. Melihat apakah baja bohler k460 yang telah diproses dengan perlakuan hammering diatas temperatur rekristalisasi memliki sifat mekanis lebih baik dari bahan awal (raw material) tanpa perlakuan apapun.
1.4. Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini: 1.
Bagi peneliti dapat menambah wawasan dan pengetahuan serta pengalaman tentang ilmu logam fisik dan teknik pembentukan.
Universitas Sumatera Utara
5
2.
Bagi akademik, penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi tambahan untuk penelitian tentang sifat mekanis bahan dan mikrostruktur logam.
3.
Bagi industri dapat digunakan sebagai acuan atau pedoman dalam pembuatan mata pisau pemanen sawit.
1.5. Batasan Masalah Dalam penelitian ini, yang menjadi batasan masalah adalah hubungan dan pengaruh perubahan sifat mekanis terhadap diameter butir material dalam skala mikro. Adapun pembatasan masalah pada skripsi ini yaitu: 1.
Material yang digunakan adalah baja bohler k460 yang merupakan bahan yang digunakan untuk baja perkakas dan pemotong.
2.
Pemanasan awal pada suhu 700°C , 750°C, 800°C, 850°C, dan 900°C ditahan selama 1 jam dengan tingkat deformasi sesuai waktu pemukulan yaitu 5 detik, 10 detik, 15 detik, dan 20 detik.
3.
Pengujian sifat mekanis sebelum dan sesudah dilakukan proses hamerring diatas temperatur rekristalisasi meliputi uji kekerasan dalam skala brinell dan uji tarik.
4.
Pengamatan struktur mikro sebelum dan sesudah dilakukan proses hamerring diatas temperatur rekristalisasi.
Universitas Sumatera Utara
6
1.6. Sistematika Penulisan Laporan tugas akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut, BAB I PENDAHULUAN, yang berisi latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah, dan sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA, berisi tentang baja dan aplikasinya, jenis dan klasifikasi baja, dan teori dasar pengujian sifat mekanis (uji tarik, kekerasan, dan struktur mikro), dan materi yang berhubungan dengan judul tugas akhir. BAB III METODOLOGI PENELITIAN, mencakup diagram alir penelitian berdasarkan data-data yang diperoleh, pemilhan bahan, persiapan bahan, langkah dan proses pengerjaan dan proses pengujian. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN, meliputi hasil uji tarik, uji kekerasan, dan pengamatan struktur mikro. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN, Dari hasil pengujian tersebut pada bab sebelumnya akan diperoleh kesimpulan tentang sifat mekanik dan struktur mikro pada baja bohler K460yang diuji. DAFTAR PUSTAKA
Universitas Sumatera Utara
