FIS

PENGARUH KONSENTRASI MANGAN (Mn) TERHADAP SIFAT MEKANIK BAJA KARBON RENDAH

TESIS

Oleh

BASIRUN SIMANJUNTAK 097026030/FIS

PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

Universitas Sumatera Utara


TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika pada Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara

Oleh

BASIRUN SIMANJUNTAK 097026030/FIS

PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011


PENGESAHAN TESIS

Judul Tesis

: PENGARUH KONSENTRASI MANAGAN (Mn) TERHADAP

SIFAT MEKANIK BAJA

KARBON RENDAH Nama Mahasiswa

: BASIRUN SIMANJUNTAK

Nomor Induk Mahasiswa

: 097026030

Program Studi

: Magister Fisika

Fakultas

: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Menyetujui Komisi Pembimbing

Prof.Eddy Marlianto,M.Sc,Ph.D Ketua

Dra. Justinon, MSi Anggota

Ketua Program Studi,

Dr. Nashruddin MN,M.Eng.Sc. NIP : 1955 07 07 1981 021 002

Dekan,

D r . S u t a r m a n, M . S c. NIP : 196310261991 031001


PERNYATAAN ORISINALITAS


TESIS

Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.

Medan,

Juni 2011

Basirun Simanjuntak NIM.097026030


PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama : Basirun Simanjuntak NIM : 097026030 Program Studi : Magister Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis Demi pengmbangan ilmu pengetahuan, meyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusiv Royaliti Free Right) atas Tesis saya yang berjudul : PENGARUH KONSENTRASI MANGAN MEKANIK BAJA KARBON RENDAH

(Mn)

TERHADAP

SIFAT

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royaliti NonEksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan, Juni 2011

Basirun Simanjuntak NIM.097026030


Telah diuji pada Tanggal : 23 Juni 2011

PANITIA PENGUJI TESIS Ketua

: Prof. Dr. Eddy Marlianto , M.Sc.

Anggota

: 1. Dra. Justinon, M.Si 2. Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc. 3. Dr. Anwar Dharma sembiring, MS. 4. Drs. Herli Ginting, Ms. 5. Drs. Syahrul Humeidi, M.Sc.


RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama Lengkap

:

Basirun Simanjuntak,S.Pd.

Tempat dan tanggal lahir

:

Lumban Balik, 17 Nopember 1977

Alamat Rumah

:

Dusun II Sumber Padi

RT/RW

:

001/002

Desa/ Kel

:

Sumber Padi

Kecamatan

:

Lima Puluh

Kab/Kota

:

Kabupaten Batu Bara

Telepon/HP

:

081370659868/085276915111

e-mail

:

basirun.juntak 13 @yahoo.com

Instansi

:

SMA Neg.1 Medang Deras

Alamat

:

Nenas Siam, Kec.Medang Deras, Batu Bara

Telepon/Faks/ HP

:

0622613090

Data Pendidikan SD Negeri Lumban Balik

Tamat

:

1991

SMP Neg. 1 Habinsaran,Parsoburan

Tamat

:

1994

SMA Neg.1 Habinsaran,Parsoburan

Tamat

:

1997

Strata – 1 UNIMED Medan

Tamat

:

2005

Tamat

:

2011

Strata – 2 Sekolah Pascasarjana Program Studi Ilmu Fisika USU, Medan


KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat-Nya penulisan tesis ini dapat diselesaikan, yang merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Fisika pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara Medan. Tesis ini dibuat dalam bidang keahlian Fisika Material dengan judul: “PENGARUH KONSENTRASI MANGAN ( Mn) TERHADAPSIFAT MEKANIK BAJA KARBON RENDAH ”. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih yang sebesarbesarnya kepada: Rektor Universitas Sumatera Utara Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H,M.Sc. (CTM) ,Sp.A(k), Direktur Sekolah Pascarjana Prof. Dr. Ir. T. Chairul Nisa B., M.Sc yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan S-2 pada Program Magister Fisika SPs-USU. Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara Dr.Sutarman, M.Sc. Ketua dan Sekretaris Program Magister Fisika SPs-USU Dr. Nashruddin M.N., M.Eng.Sc. dan Dr. Anwar Darma Sembiring,M.S. yang telah

banyak

memberikan bimbingan dan arahan, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Terimakasi yang yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggitingginya kepada komisi pembimbing Bapak Prof. Eddy Marlianto,M.Sc,Ph.D (ketua), dan ibu Dra. Justinon ,MSi, (anggota), yang telah banyak memberikan kesempatan dan arahan sehingga penulis dapat melaksanakan pembuatan tesis ini.


Seluruh bapak/ibu dosen dan staf administrasi Program Magister Fisika SPs-USU yang telah banyak memberikan ilmu pengetahuan dan bantuan kepada penulis selama mengikuti pendidikan. Bapak Azriadi selaku kepala pelaksana harian Baristand Industri Medan yang memberikan izin di Baristand Industri Medan bapak Ir. Pander Sitindaon, bapak Ir. Haposan Situngkir,MT, ibu Ir.M. Panjaitan dan semua bapak/ibu pegawai di Balai Penelitian Logam Tanjung Morawa yang membantu penulis melaksanakan penelitian. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Sahat Hamonangan Pangaribuan dan semua rekan-rekan mahasiswa Master Fisika USU angkatan 2009 yang banyak memberikan semangat dan dorongan kepada penulis, sehingga penulisan tesis ini dapat diselesaikan. Drs. Marudut Nadapdap,MM, selaku pimpinan perguruan dan semua staf guru dan pegawai di Methodist-8 Gelugur Medan Ucapan terimakasih diucapkan kepada bapak Yandi Siswandi,S.Pd. selaku kepala sekolah dan semua bapak/ibu guru dan staf pegawai di SMA Neg.1 Medang Deras yang mendukung penyelesaian tesis ini. Ucapan terimakasih diucapkan kepada ibu mertua dan kepada semua keluarga yang mendukung penulis dalam penyelesasian perkuliahan ini. Istimewa kepada Florida Yuliati Br.Simamora,S.Pd. dan anak tercinta, Peter Prayoga Natama Simanjuntak yang telah banyak mengorbankan waktu dan kasih sayang dan yang selalu mendoakan penulis selama pendidikan.

Medan,

Juni 2011

Penulis,

Basirun Simanjuntak



ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang “Pengaruh Konsentrasi Mangan Terhadap Sifat Mekanik Baja Karbon Rendah”. Baja karbon SC 37 pada memiliki kuat tarik ≥ 37 kgf/mm2, pertambahan panjang ≥ 26 %. Untuk mengetahui pengaruh mangan (Mn) terhadap sifat mekanik baja karbon rendah ini dilakukan ekperimen dengan cara memvariasikan persentase unsur mangan (Mn) . Bahan baku dengan komposisi SC 37 dilebur pada tanur listrik induksi kemudian persentase unsur mangan (Mn) divariasikan sebanyak lima variasi yaitu: v1= 0,20 %, v2 = 0,30 %, v3 = 0,40 %, v4 = 0,50 %, dan v5 = 0,60 %, masing-masing dicor pada cetakan pasir. Sampel yang dihasilkan melalui variasi persentase unsur mangan (Mn) diuji untuk melihat sifat mekaniknya, pengujian yang dilakukan adalah: pengujian tarik, kekerasan, impak, dan metalograpi. Data yang diperoleh dari hasil pengujian dianalisa, kesimpulan konsentrasi mangan menyebabkan kuat tarik dan kekerasan semakin besar sedangkan regangan, perpanjangan, nilai impaknya semakin kecil atau logam semakin getas dan jumlah perlit yang mengendap pada batas butiran semakin banyak. Hasil pengujian sesuai standard Carbon Steel Casting JIS G 5101 ( 1975 ).

Kata kunci: baja karbon rendah, mangan, sifat mekanik


THE CONCENTRATION EFFECK OF MANGANASE (Mn) ON MECHANICAL PROPERTIES OF LOW CARBON STEEL

ABSTRACT

Has done research on "Effect of Manganese Concentration Against the Mechanical Properties of Low Carbon Steel". SC 37 on carbon steel has a tensile strength ≥ 37 kgf/mm2, the length of≥ 26%. To determine the effect of manganese (Mn) on the mechanical properties of low carbon steel was conducted experiments by varying the percentage of the element manganese (Mn). Raw materials with the composition of SC 37 is melted in electric induction furnace and then the percentage of the element manganese (Mn) varied as much as five variations are: V1 = 0.20%, v2 = 0.30%, 0.40% = v3, v4 = 0.50 %, and v5 = 0.60%, respectively casted in sand molds. Samples are produced through the variation percentage of the element manganese is tested to see its mechanical properties, the tests performed were: tensile testing, hardness, impact, and metalograpi. Data obtained from the test results are analyzed, conclusions concentrations of manganese causes the tensile strength and hardness whereas the greater the strain, the extension, the smaller the value impaknya or metal more brittle and the amount of perlite to settle to the grain boundaries more and more. Test results according to standard Carbon Steel Casting JIS G 5101 (1975)

Key words: low carbon steel, manganese, mechanical properties


DAFTAR ISI

Halaman KATA PENGANTAR i ABSTRAK iii ABSTRACT iv DAFTAR ISI v DAFTAR TABEL vii DAFTAR GAMBAR viii DAFTAR LAMPIRAN ix BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 3 1.3 Batasan Masalah 3 1.4 Tujuan Penelitian 3 1.5 Mamfaat Penelitian 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4 2.1 Klasifikasi Logam Cor 4 2.2 Struktur dan Sifat Baja Cor 4 2.2.1 Struktur Baja Cor 4 2.2.2 Sifat-sifat Coran Baja Karbon 5 2.3 Struktur dan Sifat-sifat Baja Cor Khusus 6 2.4 Baja cor tahan karat 7 2.4.1 Sruktur dan sifat-sifat dari baja cor tahan panas 7 2.4.2 Struktur dan sifat-sifat dari baja cor mangan (Mn tinggi 8 2.5 Sifat- Sifat Mekanik Bahan 9 2.5.1 Uji tarik 10 2.5.1.1 Kuat tarik maksimum 10 2.5.1.2 Perpanjangan (elongation) 11


2.5.2 Uji Kekerasan 2.5.3 Uji Impact 2.5.4 Struktur Mikro

12 14 15

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi Penelitian 3.2 Bahan dan Alat 3.2.1 Bahan yang digunakan 3.2.2 Alat yang digunakan 3.3 Variabel Penelitian 3.3.1 Varibel Tetap 3.3.2 Varibel Bebas 3.4 Prosedur Penelitian 3.5 Diagram Alir Penelitian

16 16 16 16 17 20 20 20 21 22

BAB. IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pembuatan Sampel Uji 4.2 Pengujian Tarik 4.3 Pengujan Kekerasan 4.4 Pengujian Impack 4.5 Uji Metalografi BAB. V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran DAFTAR PUSTAKA

23 23 24 31 33 35 41 41 41 42


Daftar Tabel

No. Tabel

Judul

Halaman

3.1

Tabel Bahan yang digunakan

16

3.2

Tabel Alat yang digunakan

17

4.1

Tabel Data Pengujian Tarik

25

4.2

Tabel Hasil perhitungan Pengujian Tarik

26

4.3

Tabel Hasil Perhitungan Pengujian Tarik Rata-rata

27

4.4

Tabel Data Uji Kekerasan

32

4.5

Tabel Uji Impack

34


DAFTAR GAMBAR

No.

Judul Gambar

Halaman

Gambar 2.1 2.2 2.3 2.4 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 4.17

Sampel Uji Tarik Grafik Stress vs Strein Brinell, Rockwell & Vickers Optical Hardness Tester TH722 Sampel Uji Impact Presision Catting Machine Mesin Gerinda Mesin Poles Metallurgical microscope Diagram Alir Penelitian Keel Block a) Tampak Samping,b) Tampak Atas Sampel uji tarik Benda Uji Setelah Putus Grafik Kuat tarik (kN/mm2) vs konsentrasi Mn (%) Grafik Regangan (% ) vs Konsentrasi Mmangan (%) Grafik perpanjangan vs konsentrasi mangan (Mn) Kurva tegangan vs regangan dengan konsentrasi 0,6 % Sampel uji Kekerasan Kekerasan vs Konsentrasi unsur Mn Sampel uji impack Nilai Impack ( J/ mm2 ) vs persentase Mangan ( % ) Spesimen Uji Metalograpi Gambar Struktur Mikro pada Konsentrasi Mn 0,2 % Gambar Struktur Mikro pada Konsentrasi Mn 0,3 % Gambar Struktur Mikro pada Konsentrasi Mn 0,4 % Gambar Struktur Mikro pada Konsentrasi Mn 0,5 % Gambar Struktur Mikro pada Konsentrasi Mn 0,6 %

10 11 13 14 18 19 19 20 22 23 24 25 27 28 28 29 31 32 33 34 36 37 37 38 39 39


Daftar Lampiran

No.

Judul

Halaman

Lampiran A

Table Carbon Steel Casting JIS G 5101 (1975 )

L-1

B

Foto kegiatan

L-2


FIS

Recommend Documents