PENGARUH LINGKUNGAN PANTAI TERHADAP LAJU KOROSI DAN SIFAT MEKANIK PADA BAJA KARBON SEDANG DENGAN PERLAKUAN PANAS QUENCHING DAN NORMALIZING TUGAS AKHIR

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PENGARUH LINGKUNGAN PANTAI TERHADAP LAJU KOROSI DAN SIFAT MEKANIK PADA BAJA KARBON SEDANG DENGAN PERLAKUAN PANAS QUENCHING DAN NORMALIZING

TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin

Disusun Oleh: SILVESTER TAUFAN DWI CHRISTIYANTO NIM : 135214047

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2017


EFFECT OF THE BEACH ENVIRONMENT TO CORROSION RATE AND MECHANICAL PROPERTIES OF MEDIUM CARBON STEEL WITH QUENCHING AND NORMALIZING TREATMENT

FINAL PROJECT Presented as Partial Fulfillment of The Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree in Mechanical Engineering

By : SILVESTER TAUFAN DWI CHRISTIYANTO Student Number : 135214047

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2017

ii






KATA PENGANTAR Puji syukur penulis haturkan kepada Allah, Bapa, Putra dan Roh kudus yang selalu melimpahkan rahmat-Nya kepada penulis hingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi bagi mahasiswa Teknik Mesin sebelum dinyatakan lulus sebagai Sarjana Teknik. Pelaksanaan dan penulisan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan banyak pihak, baik berupa materi, bimbingan, kerja sama serta dukungan moril. Dalam kesempatan ini penulis mengucapakan terimakasih kepada: 1. Sudi Mungkasi Ph.D., Dekan Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma. 3. Doddy Purwadianto, S.T., M.T., Dosen pembimbing akademik. 4. Budi Setyahandana M.T., Dosen pembimbing Tugas Akhir. 5. Seluruh dosen dan karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma. 6. Martono Dwiyaning Nugroho, Ag. Ronny Widaryawan, Intan Widanarko dan semua Laboran yang lain. 7. Kepada bapak Florentinus Murgiyanto, (alm) Christina Sri Sudarsih, dan kakak saya Christopher Putut Sihantoro, terimakasih atas dukungan moral, finansial, doa dan motivasi tiada henti hingga tugas akhir ini dapat selesai. 8. Teman-teman satu kelompok Yulius Bima dan Alyoisius Bagus. 9. Teman-teman PH Familia yang selalu mendukung saya. 10. Rekan-rekan dan semua pihak yang membantu dalam penulisan tugas akhir ini.

vii


Penulis menyadari bahwa Tugas akhir ini masih jauh dari sempurna sehingga kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan guna penyempurnaan Tugas Akhir ini. Yogyakarta, 4 Juni 2017 Penulis

Silvester Taufan Dwi Christiyanto

viii


DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ……..………………………………………………………. i TITLE PAGE …………….……………………………………………………… ii HALAMAN PERSETUJUAN DOSEN ………………………...……………….iii HALAMAN PENGESAHAN ……………………………………………….….. iv PERYATAAN HASIL KARYA ...………………………………………………..v LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ……………….….vi KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii DAFTAR ISI.......................................................................................................... ix DAFTAR TABEL................................................................................................. xii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ xvi INTISARI............................................................................................................ xvii ABSTRACT....................................................................................................... xviii BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1 1.1.

Latar Belakang ......................................................................................... 1

1.2.

Rumusan Masalah .................................................................................... 2

1.3.

Tujuan Penelitian...................................................................................... 2

1.4.

Manfaat Penelitian.................................................................................... 3

1.5.

Batasan Masalah....................................................................................... 3

1.6.

Metode Pengumpulan Data ...................................................................... 4

BAB II DASAR TEORI ......................................................................................... 5 2.1.

Baja........................................................................................................... 5

ix


2.1.1.

Klasifikasi Baja ................................................................................. 5

2.1.2.

Sifat Mekanik Baja............................................................................ 6

2.1.3.

Diagram Fasa Fe-C ........................................................................... 8

2.1.4.

Struktur Mikro Baja ........................................................................ 10

2.2.

Perlakuan Panas...................................................................................... 11

2.3.

Pendinginan ............................................................................................ 13

2.3.1

Pendinginan Tidak Kontinyu...................................................

13

2.3.2.

Pendinginan Kontinyu..................................................................... 14

2.4.

Media Pendinginan................................................................................. 14

2.5.

Pengertian Korosi ................................................................................... 16

2.6.

Faktor-faktor Laju Korosi....................................................................... 21

2.7.

Pengujian Bahan..................................................................................... 23

2.7.1. 2.7.1.1 2.7.2. 2.8.

Pengujian Tarik ............................................................................... 23 Perilaku Mekanik Material ........................................................ 23 Pengamatan Struktur Mikro............................................................30

Tinjauan Pustaka….................................................................................32

BAB III METODE PENELITIAN........................................................................ 35 3.1.

Skema Penelitian .................................................................................... 35

3.2.

Persiapan Spesimen ................................................................................ 36

3.3.

Peralatan Yang Digunakan ..................................................................... 36

3.4.

Pembuatan Spesimen.............................................................................. 42

3.5.

Proses Perlakuan Panas ( Heat Treatment ) Spesimen ........................... 43

3.5.1.

Proses Perlakuan Panas Normalizing Spesimen ............................. 43

3.5.2.

Proses Perlakuan Panas Quenching Spesimen................................ 44

3.5.3.

Proses Perlakuan Panas Normalizing Spesimen ............................. 45

x


3.6.

Penempatan Benda Uji Pada Lingkungan Pantai ................................... 45

3.7.

Pengujian Spesimen ............................................................................... 46

3.7.1.

Perhitungan Laju Korosi ................................................................. 46

3.7.2.

Uji Tarik .......................................................................................... 48

3.7.3.

Pengamatan Struktur Mikro ............................................................ 49

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ...................................... 51 4.1.

Pengujian Tarik ...................................................................................... 51

4.2.

Perhitungan Laju Korosi ........................................................................ 57

4.3.

Pengamatan Struktur Mikro ................................................................... 62

4.4.

Pengamatan Korosi secara Makro .......................................................... 63

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN................................................................ 69 5.1.

Kesimpulan............................................................................................. 69

5.2.

Saran ....................................................................................................... 69

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 71 LAMPIRAN ……………………………………………………………………. 72

xi


DAFTAR TABEL Tabel 3. 1 Unsur Kimia Baja Karbon Sedang....................................................... 36 Tabel 4. 1 Data Uji Tarik Spesimen Quenching dan Normalizing........................52 Tabel 4. 2 Data Uji Tarik Spesimen Normalizing................................................. 53 Tabel 4. 3 Data Laju Korosi Spesimen Quenching Normalizing.......................... 58 Tabel 4. 4 Data Laju Korosi Spesimen Normalizing.............................................59

xii


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Diagram Fasa Besi-Karbida-Besi....................................................... 8 Gambar 2. 2 Struktur mikro pada besi dan baja.................................................... 10 Gambar 2. 3 Isothermal Tranformation Diagram................................................. 13 Gambar 2. 4 Continuous Cooling Transformation Diagram................................. 14 Gambar 2. 5 Korosi Seragam pada pipa................................................................ 17 Gambar 2. 6 Korosi Pitting ................................................................................... 18 Gambar 2. 7 Korosi Erosi pada Impeller .............................................................. 18 Gambar 2. 8 Korosi Dwilogam…..........................................................................19 Gambar 2. 9 Korosi Tegangan .............................................................................. 19 Gambar 2. 10 Korosi Celah................................................................................... 20 Gambar 2. 11 Korosi Lelah................................................................................... 20 Gambar 2. 12 Korosi Batas Butir.......................................................................... 21 Gambar 2. 13 Kurva tegangan-regangan ............................................................. 24 Gambar 2. 14 Kurva tegangan-regangan .............................................................. 25 Gambar 2. 15 Grafik tegangan- regangan baja yang memperlihatkan kesamaan modulus elastisitas. ............................................................................................... 28 Gambar 2. 16 Kurva tegangan-regangan tersebut pada baja karbon rendah (mild steel). ..................................................................................................................... 30 Gambar 2. 17 Ilustrasi penampang samping bentuk patahan spesimen uji tarik sesuai dengan tingkat keuletan/kegetasan ............................................................. 30 Gambar 2. 18 Contoh/ sampel dengan mikroskop ........................................ 32 Gambar 3. 1 Skema Penelitian ...…………………………………………...……35 Gambar 3. 2 Mesin Bubut ..................................................................................... 37 Gambar 3. 3 Jangka Sorong .................................................................................. 37 Gambar 3. 4 Pahat Bubut ...................................................................................... 37 Gambar 3. 5 Mesin Uji Tarik ................................................................................ 38 Gambar 3. 6 Mikroskop Metallurgi ...................................................................... 38 Gambar 3. 7 Oven ................................................................................................. 39 Gambar 3. 8 Jangka Sorong .................................................................................. 39 xiii


Gambar 3. 9 Stopwatch ......................................................................................... 39 Gambar 3. 10 Autosol ........................................................................................... 40 Gambar 3. 11 Amplas ........................................................................................... 40 Gambar 3. 12 Neraca Digital ................................................................................ 40 Gambar 3. 13 Accu Zurr ....................................................................................... 41 Gambar 3. 14 Oli................................................................................................... 41 Gambar 3. 15 Thermometer .................................................................................. 41 Gambar 3. 16 HNO3 5%........................................................................................ 42 Gambar 3. 17 Standar ASTM A370-03a .............................................................. 42 Gambar 3. 18 Bentuk Spesimen Uji Tarik ............................................................ 43 Gambar 3. 19 Spesimen saat di quenching ........................................................... 45 Gambar 3. 20 Spesimen setelah di quenching ...................................................... 45 Gambar 3. 21 Spesimen diletakkan di lingkungan pantai..................................... 46 Gambar 3. 22 Spesimen ditimbang................................................................... 47 Gambar 3. 23 Spesimen dibersihkan..................................................................... 47 Gambar 3. 24 Spesimen direndam dalam air accu ................................................ 47 Gambar 3. 25 Spesimen bersih ditimbang ............................................................ 48 Gambar 3. 26 Mesin Uji Tarik .............................................................................. 49 Gambar 3. 27 Contoh/ sampel dengan mikroskop ................................................ 50 Gambar 4. 1 Grafik UTS Spesimen Quenching dan Normalizing.........................54 Gambar 4. 2 Grafik UTS Spesimen Normalizing ................................................. 54 Gambar 4. 3 Grafik UTS Perbandingan Spesimen Quenching Normalizing dan spesimen normalizing............................................................................................ 55 Gambar 4. 4 Grafik Regangan Spesimen Normalizing......................................... 56 Gambar 4. 5 Grafik Regangan Spesimen Quenching Normalizing ...................... 56 Gambar 4. 6 Grafik Perbandingan Regangan Spesimen Quenching Normalizing dengan Spesimen Normalizing ............................................................................. 57 Gambar 4. 7 Grafik Laju Korosi Spesimen Quenching Normalizing.................. 60 Gambar 4. 8 Grafik Laju Korosi Spesimen Normalizing ..................................... 60 Gambar 4. 9 Grafik Perbandingan Laju Korosi Spesimen Quenching Normalizing dengan Spesimen Normalizing ............................................................................. 61 xiv


Gambar 4. 10 Struktur mikro dari spesimen quenching normalizing ................... 62 Gambar 4. 11 Struktur mikro dari spesimen normalizing..................................... 62 Gambar 4. 12 Spesimen quenching normalizing terkorosi 1 bulan. ..................... 63 Gambar 4. 13 Spesimen quenching normalizing terkorosi 2 bulan ...................... 64 Gambar 4. 14 Spesimen quenching normalizing terkorosi 3 bulan ...................... 64 Gambar 4. 15 Spesimen quenching normalizing terkorosi 4 bulan ...................... 65 Gambar 4. 16 Spesimen normalsing terkorosi 1 bulan ......................................... 65 Gambar 4. 17 Spesimen normalsing terkorosi 2 bulan ......................................... 66 Gambar 4. 18 Spesimen normalsing terkorosi 3 bulan ......................................... 66 Gambar 4. 19 Spesimen normalsing terkorosi 4 bulan ......................................... 67 Gambar 4. 20 Bentuk patahan spesimen quenching normalizing N17..................67 Gambar 4. 21 Bentuk patahan spesimen quenching P16.......................................67

xv


DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1

Hasil pengujian komposisi

Lampiran 2

Grafik Uji Tarik Spesimen Quenching Normalizing

Lampiran 3

Grafik Uji Tarik Spesimen Normalizing

xvi


INTISARI Kondisi alam Indonesia yang beriklim tropis, dan dekat dengan lingkungan laut yang merupakan faktor yang dapat mempercepat proses korosi. Korosi adalah rusaknya suatu bahan atau menurunnya kualitas suatu bahan karena terjadi reaksi dengan lingkungan sekitarnya. Korosi hanya dapat dikendalikan atau diperlambat laju korosinya. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh lingkungan pantai terhadap laju korosi dan sifat mekanik pada baja karbon sedang yang diberi perlakuan panas quenching normalizing serta dibandingkan dengan spesimen yang diberi perlakuan panas normalizing. Dalam penelitian ini, bahan yang digunakan adalah baja karbon sedang dengan kadar karbon 0,65%. Proses terkorosinya spesimen dengan cara spesimen diletakkan pada lingkungan pantai, kemudian dilakukan pengambilan dan pengujian secara berkala 1 bulan, 2 bulan, 3 bulan dan 4 bulan. Hasil penelitian menunjukan bahwa perhitungan laju korosi spesimen quenching normalizing dan spesimen normalizing mengalami kenaikan nilai laju korosi. Nilai laju korosi pada spesimen quenching normalizing yang terkorosi dibulan pertama sebesar 99,10 mdd (mg/mm²/day) dan nilai laju korosi dibulan keempat terkorosi sebesar 204,78 mdd. Spesimen quenching normalizing mengalamai kenaikan nilai laju korosi sebesar 106,47%. Sedangkan nilai laju korosi pada spesimen normalizing yang terkorosi dibulan pertama terkorosi sebesar 105,41 mdd dan nilai laju korosi dibulan keempat terkorosi sebesar 213,10 mdd. Spesimen normalizing mengalami kenaikan sebesar 102,16%. Hasil pengujian tarik untuk mengetahui kekuatan tarik maksimal spesimen quenching normalizing serta spesimen normalizing jika dibandingkan tidak menunjukkan perubahan kekuatan tarik maksimal secara signifikan. Dari pengamatan struktur mikro, bahwa spesimen quenching normalizing dengan media pendingin oli memiliki fasa ferit (putih), perlit (hitam), bainit (keabu-abuan). Sedangkan spesimen normalizing memiliki fasa ferit (putih) dan perlit (hitam). Kata kunci: Korosi, Baja karbon, Pantai, Quenching, Normalizing

xvii


Abstract Indonesia’s natural tropical climate and close to the coastal environment are the factors that can accelerate the corrosion process.corrosion is the destruction of a material or down grade of the material quality because of the reaction with the environment surrounding the corrosion can only be controlled or slowed the rate of corrosion. The purpose of this research is was to investigate effect of coastal environment on corrosion rate and mechanical properties on medium carbon steel which was given heat treatment of quenching normalizing and compared with that treatment normalizing specimen. In this research, the material used is carbon steel with 0,6% of carbon content which composition already tested. The process of its specimen corrosion is by putting the specimen in coastal environment, and the examination and data retrieval will be taken periodically within 4 months. The result of this research shows that the corrosion rate of quenching normalizing specimen and normalizing specimen experienced an increase in its corrosion rate. The corrosion rate value of quenching normalizing which is corroded in first month is 99,10 mdd (mg/mm²/day) and the corrosion rate value in fourth month is 204,78 mdd. Quenching normalizing specimen experienced an increase in its corrosion rate which is 106,47%. While the corrosion rate value of normalizing specimen which is corroded in the first month is 105,41 mdd and its corrosion rate value in forth month is 213,10 mdd. Normalizing specimen experienced 102,16% increases in its corrosion rate value. The tensile test result which is used to discover the maximum tensile strength of both quenching normalizing specimen and normalizing specimen doesn’t show significant changes in their maximum tensile strength. From an observation of microstructure that quenching normalizing specimen with oil cooling medium has ferrite phase (white), perlite (black), bainit (greyish). While the normalizing specimen has ferrite phase (white), and perlite (hitam). Keyword: Corrosion, Carbon Steel, Beach, Quenching, Normalizing

xviii


BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kerusakan logam yang disebabkan oleh lingkungan udara untuk Negara beriklim tropis seperti Indonesia, merupakan masalah yang sangat serius dan perlu ditangani dengan sungguh-sungguh. Adapun dilingkungan pantai yang korosif terdapat banyak kontruksi yang menggunakan baja, sehingga pasti akan mengalami korosi. Di dunia industri terutama pada dunia material, korosi merupakan permasalahan yang serius. Dalam kaitan dengan hal ini ditegaskan, bahwa pada umumnya biaya pengendalian korosi di Indonesia berkisar antara 2 hingga 3,5% dari GNP (Growth National Produk). Biaya pengendalian korosi adalah semua biaya yang timbul untuk menanggulangi korosi mulai dari desain sampai dengan proses pemeliharaan. (Biro Klasifikasi Indonesia, 1997). Maka dapat dibayangkan besarnya biaya yang harus dikeluarkan untuk penanggulangan korosi. Korosi atau pengkaratan merupakan suatu peristiwa kerusakan atau penurunan kualitas suatu bahan logam yang disebabkan oleh terjadinya reaksi terhadap lingkungan. Beberapa pakar berpendapat definisi hanya berlaku pada logam saja, tetapi para insinyur korosi juga ada yang mendefinisikan istilah korosi berlaku juga untuk material non logam, seperti keramik, plastik, karet. Sebagai contoh rusaknya cat karet karena sinar matahari atau terkena bahan kimia, mencairnya lapisan tungku pembuatan baja, serangan logam yang solid oleh logam yang cair (liquid metal corrosion). (AR Hakim, 2012). Dampak yang ditimbulkan korosi dapat berupa kerugian langsung dan kerugian tidak langsung. Kerugian langsung adalah berupa terjadinya kerusakan pada peralatan, permesinan atau stuktur bangunan. Sedangkan kerugian tidak langsung berupa terhentinya aktifitas produksi karena terjadinya penggantian peralatan yang rusak akibat korosi. Bahkan kerugian tidak langsung dapat berupa terjadinya kecelakaan yang menimbulkan korban

1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2

jiwa, seperti kejadian runtuhnya jembatan akibat korosi retak tegang di West Virginia yang menyebabkan 46 orang meninggal dunia. (Simatupang, 2005). Faktor yang berpengaruh terhadap korosi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu yang berasal dari bahan itu sendiri dan dari lingkungan. Faktor dari bahan meliputi kemurnian bahan, struktur bahan, bentuk kristal, teknik pencampuran bahan dan sebagainya. Faktor dari lingkungan meliputi tingkat pencemaran udara, suhu, kelembaban, keberadaan zat-zat kimia yang bersifat korosif dan sebagainya. Dalam penelitian ini penulis ingin mengetahui bagaimana sifat mekanik dan laju korosi dari baja dengan kadar karbon 0,65% yang mendapat perlakuan panas quenching dan normalizing dibandingkan dengan baja karbon dengan kadar karbon 0,65% yang mendapat perlakuan panas normalizing terhadap lingkungan pantai selama 1 bulan, 2 bulan, 3 bulan dan 4 bulan. 1.2 Rumusan Masalah Telah diketahui bahwa perlakuan panas akan merubah karakteristik baja karbon. Hal yang menjadi pertanyaan adalah seberapa besar pengaruh quenching dan normalizing terhadap laju korosi baja dengan kadar karbon 0,65% di lingkungan pantai. 1.3 Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk : a. Mengetahui laju korosi baja dengan kadar karbon 0,65% dengan perlakuan panas quenching normalizing dan baja dengan kadar karbon 0,65% dengan perlakuan panas normalizing di lingkungan pantai. b. Mengetahui kekuatan tarik baja dengan kadar karbon 0,65% dengan perlakuan panas quenching normalizing dan baja dengan kadar karbon 0,65% dengan perlakuan panas normalizing di lingkungan pantai.


c. Mengetahui struktur mikro baja dengan kadar karbon 0,65% dengan perlakuan panas quenching normalizing dan baja dengan kadar karbon 0,65% dengan perlakuan panas normalizing di lingkungan pantai. 1.4 Manfaat Penelitian Penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain: a. Dapat dipergunakan sebagai referensi pada penelitian selanjutnya. b. Dapat menentukan hasil dari laju korosi, kekuatan tarik dan struktur mikro untuk bahan baja dengan kadar karbon 0,65% yang mendapat perlakuan panas quenching normalizing di lingkungan pantai dari waktu ke waktu. c. Dapat menentukan hasil dari laju korosi, kekuatan tarik dan struktur mikro untuk bahan baja dengan kadar karbon 0,65% yang mendapat perlakuan panas normalizing di lingkungan pantai dari waktu ke waktu. d. Memberi data untuk perkembangan pembangunan - pembangunan yang menggunakan baja dengan kadar karbon 0,65% di lingkungan pantai. 1.5 Batasan Masalah Batasan masalah yang ditentukan penulis dalam penelitian dan penyusunan tugas akhir ini, agar terfokus dan sistematis. Lingkup penelitian adalah: a. Spesimen yang digunakan adalah baja dengan kadar karbon 0,65%. b. Spesimen diberikan perlakuan panas quenching dan normalizing. c. Waktu penelitian adalah 1 bulan, 2 bulan, 3 bulan, 4 bulan. . d. Pengujian dan pengamatan yang dilakukan: laju korosi, kekuatan tarik, dan struktur mikro.


e. Pengujian dan pengamatan dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta dan Institut Sains dan Teknologi AKPRIND. f. Lokasi penelitian spesimen di pantai Baru, Bantul Yogyakarta. 1.6. Metode Pengumpulan Data Penyusunan hasil penelitian dan analisa yang dilakukan diharapkan bisa mendapatkan hasil yang akurat dan sistematis serta tidak melenceng jauh dari landasan teori yang ada, maka penulis melakukan beberapa metode pengumpulan data, antara lain : a. Literatur Studi literatur digunakan sebagai dasar acuan dan referensi yang diantaranya mencakup : Landasan teori, gambar, tabel, grafik, dan segala sesuatu yang berkaitan dengan penelitian. Persamaan untuk perhitungan yang berkaitan dengan analisa data diambil sebagai pembanding antara hasil dari penelitian dan pembahasan. b. Konsultasi dan Diskusi Konsultasi dan diskusi dilakukan dengan dosen pembimbing, laboran yang membantu proses penelitian dan rekan-rekan mahasiswa lain yang bertujuan untuk mendapatkan hasil penelitian, analisa, dan pembahasan yang baik, juga berguna untuk bertukar informasi, masukan antar mahasiswa yang berhubungan dengan penelitian yang dilakukan. c. Pengujian spesimen Data diperoleh berdasarkan proses korosi di pantai Baru, dengan cara spesimen digantung pada ketinggian 2 meter selama 1, 2, 3 bulan. Kemudian spesimen diambil dan diuji di laboratorium ilmu logam program studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Uji komposisi dilakukan di PT ITOKOH CEPERINDO, Klaten, Jawa Tengah. Uji makro dilakukan di Institut Sains dan Teknologi AKPRIND.


BAB II DASAR TEORI Dalam penelitian ini penulis menggunakan baja karbon sedang dengan kadar karbon 0,65% profil bulat/ silinder. Untuk mendalami tentang teori baja, penulis menjelaskan dasar-dasar teori, seluk beluk tentang baja dan pengaruh lingkungan laut terhadap baja serta efek perlakuan panas yang diberikan. 2.1 Baja Baja adalah logam paduan antara besi (Fe) dan karbon (C), dimana besi sebagai unsur dasar dan karbon sebagai unsur paduan utamanya. Persentase komposisi karbon pada baja berkisar antara 0,05-1,7% dengan komposisi tersebut dapat menentukan klasifikasi baja. Persentase unsur karbon pada baja memiliki pengaruh langsung terhadap kekerasan baja (Amstead, 1987). Dalam proses pembuatan baja akan terdapat unsur-unsur lain selain karbon yang akan tertinggal di dalam baja seperti Mangan (Mn), Silikon (Si), Kromium (Cr), Vanadium (V), dan unsur lainnya. Berdasarkan komposisi dalam praktiknya baja terdiri dari beberapa macam yaitu: Baja Karbon (Carbon Steel), dan Baja Paduan (Alloy Steel). 2.1.1 Klasifikasi Baja Adapun baja karbon berdasarkan prosentase kadar karbonnya dikelompokkan menjadi tiga macam (R.E Smallman, 1991, p.450): a.

Baja Karbon Rendah Kandungan karbon pada baja ini kurang dari 0,3%. Karena kadar karbon yang sangat rendah maka baja ini lunak dan tentu saja tidak dapat dikeraskan, dapat ditempa, dituang, mudah dilas dan dapat dikeraskan permukaannya (case hardening). Baja dengan prosentase karbon kurang dari 0,15% memiliki sifat mudah di mesin, mampu las dan biasanya digunakan untuk konstruksi jembatan, bangunan, dan lainnya.

b.

Baja Karbon Menengah 5


Kandungan karbon pada baja ini antara 0,3% sampai 0,7%. Baja jenis ini dapat dikeraskan dan ditempering, dapat dilas dan mudah dikerjakan pada mesin dengan baik. Baja ini dapat ditempa secara mudah tetapi susah dilas semudah baja kontruksi dan baja struktul. Penambahan kandungan karbon akan mempertinggi kekuatan

tarik

tetapi

mengurangi

kemampuan

regangnya.

Penggunaan baja karbon menengah ini biasanya digunakan untuk poros/ as, engkol, gear, crankshaft dan sparepart lainnya. c.

Baja Karbon Tinggi. Kandungan karbon pada baja ini antara 0,7% sampai 1,7%. Karena kadar karbon yang tinggi maka baja ini lebih mudah dan cepat dikeraskan dari pada yang lainnya dan memiliki kekerasan yang baik, tetapi susah dibentuk pada mesin dan sangat susah untuk dilas. Baja ini memiliki kekuatan tarik, kekerasan dan ketahanan terhadap korosi lebih tinggi, tetapi kemampuan regangnya kurang. Penggunaan baja ini untuk pegas/per, rel kereta api, tali kawat baja, ban roda kereta api dan alat-alat pertanian.

2.1.2 Sifat Mekanik Baja Sifat mekanik suatu bahan adalah kemampuan bahan untuk menahan beban-beban yang dikenakan padanya. Beban-beban tersebut dapat berupa beban tarik, tekan, bengkok, geser, puntir, atau beban kombinasi. Sifat-sifat mekanik yang terpenting antara lain: 1. Kekuatan (strength) menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa menyebabkan bahan tersebut menjadi patah. Kekuatan ini ada beberapa macam, dan ini tergantung pada beban yang bekerja antara lain dapat dilihat dari kekuatan tarik, kekuatan geser, kekuatan tekan, kekuatan puntir, dan kekuatan bengkok. 2. Kekerasan (hardness) dapat didefinisikan sebagai kemampuan bahan untuk bertahan terhadap goresen, pengikisan (abrasi), penetrasi.


Sifat ini berkaitan erat dengan sifat keausan (wear resistance). Dimana kekerasan ini juga mempunyai korelasi dengan kekuatan. 3. Keuletan (elasticity) menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang permanen setelah tegangan dihilangkan. Keuletan juga menyatakan seberapa banyak perubahan bentuk yang permanen mulai terjadi, dengan kata lain kekenyalan menyatakan kemampuan bahan untuk kembali ke bentuk dan ukuran semula setelah menerima beban yang menimbulkan deformasi. 4. Kekakuan (stiffness) menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan/ beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi. Dalam beberapa hal kekakuan ini lebih penting dari pada kekuatan. 5. Plastisitas (plasticity) menyatakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi plastis yang permanen tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Sifat ini sangat diperlukan bagi bahan yang akan diproses dengan berbagai proses pembentukan seperti, forging, rolling, extruding dan sebagainya. Sifat ini sering juga disebut sebagai keuletan (ductility). 6. Ketangguhan (toughness) menyatakan kemampuan bahan untuk menyerap

sejumlah

energi

tanpa

mengakibatkan

terjadinya

kerusakan. Juga dapat dikatakan sebagai ukuran banyaknya energi yang diperlukan untuk mematahkan suatu benda kerja pada suatu kondisi tertentu. Sifat ini dipengaruhi oleh banyak faktor, sehingga sifat ini sulit untuk diukur. 7. Kelelahan (fatigue) merupakan kecenderungan dari logam untuk patah apabila menerima tegangan berulang-ulang (cyclic stress) yang besarnya masih jauh dibawah batas kekuatan elastisitasnya. Sebagian besar dari kerusakan yang terjadi pada komponen mesin disebabkan


oleh kelelahan. Karenanya kelelahan merupakan sifat yang sangat penting tetapi sifat ini juga sulit diukur karena sangat banyak faktor yang mempengaruhinya. 8. Mulur (creep) merupakan kecenderungan suatu logam mengalami deformasi plastis yang besarnya merupakan fungsi waktu, pada saat bahan tersebut menerima beban yang besarnya relatif tetap. 2.1.3 Diagram Fasa Fe-C Diagram

kesetimbangan

besi

karbon

adalah

diagram

yang

menampilkan hubungan antara temperatur dimana terjadi perubahan fasa selama proses pendinginan dan pemanasan yang lambat dengan kadar karbon. Diagram ini merupakan dasar pemahaman untuk semua operasioperasi perlakuan panas. Dimana fungsi diagram fasa adalah memudahkan memilih temperatur pemanasan yang sesuai untuk setiap proses perlakuan panas baik proses anil, normalizing maupun proses pengerasan.

Gambar 2.1 Diagram Fasa Besi-Karbida-Besi (Sumber : Georgia Tech Phase Diagram)


a)

Austenit - Besi Austenit γ Merupakan larutan pada sela antara karbon dan besi dengan struktur FCC, dan mampu melarutkan maksimum 2% karbon secara intersitas pada temperature 1129oC dalam bentuk larutan padat, austenit bersifat liat dan lunak. Austenit merupakan fasa yang tidak stabil di temperatur kamar, sehingga dibutuhkan komposisi paduan lain yang akan berungsi sebagai penstabil fasa austenite pada temperatur kamar, contohnya adalah mangan (Mn)

b) Ferrit - Besi α Struktur BBC yang mampu melarutkan 0,008% karbon pada temperatur 723˚C Ferrit membentuk larutan padat intersiti dengan karbon pada luasan yang sempit dengan struktur yang paling luas. Fasa ini biasa terjadi bersamaan dengan sementit, membentuk perlit pada pendinginan lambat. Fasa ini lunak, dan memberikan kemampuan bentuk pada logam. c)

Perlit – α + Fe₃C Merupakan campuran eutektoit dengan kandungan 0,8% karbon yang tampak tersusun berlapis-lapis secara bergantian dari ferrit dan sementit. Oleh karena itu perlit mempunyai sifat antara ferrit dan sementit yaitu cukup kuat dan tahan terhadap korosi. Perlit terbentuk pada suhu 723˚C, dimana pada saat pendinginan 0,8% karbon akan menghasilkan 100% perlit pada komposisi eutectoid. Bila laju pendinginan lambat maka karbon dapat berdifusi lama sehinga terbentuk perlit kasar, sedangkan bila laju pendinginan dipercepat maka akan terbentuk perlit halus.

d) Sementit/ karbida besi - Fe₃C Senyawa kimia antara besi dengan karbon dengan kandungan karbon sebanyak 6,67% karbida besi (Fe3C) menyatakan bahwa tiga atom besi terikat oleh salah satu atom karbon yang menjadi sebuah karbida besi.


2.1.4 Struktur Mikro Baja

a

b

c

d

e

f

Gambar 2.2 Struktur mikro pada besi dan baja. (Sumber : Tata Surdia, Shinroku Saito, Pengetahuan bahan Teknik hal 71) Pada Gambar 2.2 akan dijelaskan struktur mikro yang terjadi pada besi dan baja:


a)

Menunjukan struktur mikro baja yang mempunyai kandungan karbon sebesar 0,06%.

b) Menunjukan struktur mikro baja yang mempunyai kandungan karbon sebesar 0,25%. Baja dinormalkan pada suhu 930°C. c)

Menunjukan struktur mikro baja yang mempunyai kandungan karbon sebesar 0,30%. Baja ini diaustenitkan pada suhu 930°C dan ditransformasikan isothrmal pada suhu 700°C.

d) Menunjukan struktur mikro baja yang mempunyai kandungan karbon sebesar 0,45% C. Baja ini dinormalkan pada suhu 840°C. e)

Menunjukan struktur mikro baja yang mempunyai kandungan karbon sebesar 0,80%. Baja ini diaustenitkan pada suhu 1150°C dan didinginkan pada tungku.

f)

Menunjukan struktur mikro baja yang mempunyai kandungan karbon sebesar 1%. Baja ini dirol pada suhu 1050°C dan pendinginannya dilakukan dengan udara.

2.2 Perlakuan Panas Perlakuan panas atau heat treatment adalah kombinasi operasi pemanasan pada logam dibawah temperatur lebur logam tersebut dan pendinginan terhadap logam atau paduan dalam keadaan padat dengan waktu tertentu (Avner, 1974). Perlakuan panas didefinisikan sebagai kombinasi dari proses pemanasan dan pendinginan dengan kecepatan tertentu yang dilakukan terhadap logam/paduan dalam keadaan padat, sebagai upaya untuk memperoleh sifatsifat tertentu. Perubahan sifat tersebut terjadi karena ada perubahan struktur mikro selama proses pemanasan dan pendinginan dimana sifat logam atau paduan sangat dipengaruhi oleh struktur mikro. Proses perlakuan panas terdiri dari beberapa tahapan, dimulai dari proses pemanasan bahan hingga pada suhu tertentu dan selanjutnya didinginkan juga dengan cara tertentu. Tujuan dari perlakuan panas adalah mendapatkan sifat-sifat mekanik yang lebih baik dan sesuai dengan yang diinginkan seperti meningkatkan kekuatan dan


kekerasan, mengurangi tegangan, melunakkan, mengembalikan pada kondisi nomal akibat pengaruh pada pengerjaan sebelumnya, dan menghaluskan butir kristal

yang

akan

berpengaruh

pada

pengerjaan

sebelumnya,

dan

menghaluskan butir kristal yang akan berpengaruh pada keuletan bahan (ASM handbook Vol 4, 1991). Perlakuan panas atau Heat Treatment mempunyai tujuan untuk meningkatkan keuletan, menghilangkan tegangan internal (internal stress), menghaluskan ukuran butir kristal dan meningkatkan kekerasan atau tegangan tarik logam. Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi perlakuan panas, yaitu suhu pemanasan, waktu yang diperlukan pada suhu pemanasan, laju pendinginan dan lingkungan atmosfir Perlakuan panas adalah kombinasi antara proses pemanasan atau pendinginan dari suatu logam atau paduannya dalam keadaan padat untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu. a. Quenching Proses quenching merupakan proses pengerjaan logam dengan pendinginan secara cepat. Sehingga melalui quenching akan mencegah adanya proses yang dapat terjadi pada pendinginan lambat seperti

pertumbuhan

butir.

Secara

umum,

quenching

akan

menyebabkan menurunnya ukuran butir dan dapat meningkatkan nilai kekerasan pada suatu paduan logam. Laju quenching tergantung pada beberapa faktor yaitu medium, panas spesifik, panas pada penguapan, konduktivitas termal medium, viskositas, dan agritasi (aliran media pendingin). Kecepatan pendinginan quenching dengan air lebih besar dibandingkan pendinginan dengan oli, sedangkan pendingin dengan udara memiliki kecepatan yang paling kecil (Syaefudin, 2001). b. Normalizing Proses ini biasa diterapkan pada baja karbon rendah atau sedang atau baja paduan agar struktur butiran lebih merata atau untuk meghilangkan tegangan dalam atau untuk memperoleh sifat sifat fisis yang diinginkan (Vliet dan Both, 1984). Spesimen yang telah dibentuk sesuai dengan ukuran pengujian selanjutnya dipanaskan dalam tungku


pemanas Hofman. Spesimen tersebut dipanaskan pada temperatur 500°C. Kemudian dikeluarkan dan dibiarkan di udara terbuka hingga temperatur kamar selain 30 menit. Tujuan dari pemanasan ini antara lain

untuk

menghilangkan

ketidakseragaman

mikrostruktur,

mengeleminasi tegangan sisa meningkatkan keseragaman dan penghalusan ukuran butir. Hal ini biasanya dilakukan pada material yang telah mengalami hot working seperti forging, rolling, extrusion dan sebagainya. 2.3. Pendinginan 2.3.1 Pendinginan Tidak Kontinyu Jika suatu baja didinginkan dari suhu yang lebih tinggi dan kemudian ditahan pada suhu yang lebih rendah selama waktu tertentu, maka akan menghasilkan struktur mikro yang berbeda. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Isothermal Tranformation Diagram (Sumber: Pengetahuan Bahan Teknik, cetakan keempat, PT. Pradnya Paramita, Jakarta)


2.3.2 Pendinginan Kontinyu Dalam praktiknya proses pendinginan pada pembuatan material baja dilakukan secara menerus mulai dari suhu yang lebih tinggi sampai dengan suhu rendah. Pengaruh kecepatan pendinginan kontinyu terhadap struktur mikro yang terbentuk dapat dilihat dari Continuous Cooling Transformation Diagram.

Gambar 2.4 Continuous Cooling Transformation Diagram. (Sumber: Pengetahuan Bahan Teknik, cetakan keempat, PT. Pradnya Paramita, Jakarta) 2.4 Media Pendinginan Media pendingin yang digunakan untuk mendinginkan baja bermacammacam. Berbagai bahan pendingin yang digunakan dalam proses perlakuan panas antara lain: a.

Air Pendinginan dengan menggunakan air akan memberikan daya pendinginan yang cepat. Biasanya ke dalam air tersebut dilarutkan garam dapur sebagai usaha mempercepat turunnya temperatur benda kerja dan mengakibatkan bahan menjadi keras. Air memiliki karakteristik yang khas yang tidak dimiliki oleh senyawa kimia


yang lain. Karakteristik tersebut adalah sebagai berikut (Dugan, 1972; Hutchinson, 1975; Miller, 1992). Pada kisaran suhu yang sesuai bagi kehidupan, yakni 0°C (32°F) – 100°C, air berwujud cair. Suhu 0°C merupakan titik beku (freezing point) dan suhu 100°C merupakan titik didih (boiling point) air. Perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai penyimpan panas yang sangat baik. Sifat ini memungkinkan air tidak menjadi panas atau dingin dalam seketika. Air memerlukan panas yang tinggi dalam proses penguapan. Penguapan (evaporasi) adalah proses perubahan air menjadi uap air. Proses ini memerlukan energi panas dalam jumlah yang besar. Oleh karena itu dalam penelitian ini digunakan air es dalam proses pendinginan setelah proses Heat Treatment Karena dapat mendinginkan logam yang telah dipanaskan secara cepat. Suhu air es berkisar antara 0°C-5°C, densitas (berat jenis) air maksimum sebesar 1 g/cm³ terjadi pada suhu 3,95°C. Pada suhu lebih besar maupun lebih kecil dari 3,95°C, densitas air lebih kecil dari satu (Moss, 1993; Tebbut, 1992). b.

Minyak Minyak yang digunakan sebagai fluida pendingin dalam perlakuan panas adalah yang dapat memberikan lapisan karbon pada kulit (permukaan) benda kerja yang diolah. Selain minyak yang khusus digunakan sebagai bahan pendinginan pada proses perlakuan panas, dapat juga digunakan minyak bakar atau oli. Viskositas oli dan bahan dasar oli sangat berpengaruh dalam proses pendinginan sampel. Oli yang mempunyai viskositas lebih rendah memiliki kemampuan penyerapan panas lebih baik dibandingkan dengan oli yang mempunyai viskositas lebih tinggi karena penyerapan panas akan lebih lambat (Soedjono, 1978). Sehingga laju pndinginan lebih lambat dibandingkan dngan air/ air garam. Sehingga media


pendingin ini dapat memberikan hasil quenching dengan distorsi dan retak yang lebih kecil. c.

Udara Pendinginan udara dilakukan untuk perlakuan panas yang membutuhkan pendinginan lambat. Udara yang disirkulasikan ke dalam ruangan pendinginan dibuat dengan kecepatan yang rendah. Udara sebagai pendingin akan memberikan kesempatan kepada logam untuk membentuk kristal-kristal dan kemungkinan mengikat unsur-unsur lain dari udara (Soedjono, 1978).

d.

Garam Garam dipakai sebagai bahan pendinginan disebabkan memiliki sifat mendinginkan yang teratur dan cepat. Bahan yang didinginkan didalam cairan garam akan mengakibatkan ikatanya menjadi lebih keras karena pada permukaan benda kerja tersebut akan mengikat zat arang (Soedjono, 1978). Cairan garam merupakan larutan garam dan air, titik didih larutan akan lebih tinggi daripada pelarut murninya.

2.5 Pengertian Korosi Korosi atau pengkaratan merupakan suatu peristiwa kerusakan atau penurunan kualitas suatu bahan logam yang disebabkan oleh terjadinya reaksi terhadap lingkungan. Beberapa pakar berpendapat definisi hanya berlaku pada logam saja, tetapi para insinyur korosi juga ada yang mendefinisikan istilah korosi berlaku juga untuk material non logam, seperti keramik, plastik, karet. Sebagai contoh rusaknya cat karet karena sinar matahari atau terkena bahan kimia, mencairnya lapisan tungku pembuatan baja, serangan logam yang solid oleh logam yang cair (liquid metal corrosion). (AR Hakim, 2012). Terkorosinya suatu logam dalam lingkungan elektrolit (air) adalah proses elektrokimia. Proses ini terjadi bila ada reaksi setengah sel yang melepaskan elektron dan reaksi setengah yang menerima elektron tersebut. Kedua reaksi ini akan terus berlangsung sampai terjadi kesetimbangan dinamis dimana


jumlah elektron yang dilepas sama dengan jumlah olektron yang diterima. Korosi dapat terjadi di dalam medium kering dan juga medium basah. Sebagai contoh korosi yang berlangsung didalam medium kering adalah penyerangan logam besi oleh gas oksigen (O₂) atau oleh gas belerang dioksida (SO₂). Di dalam medium basah, korosi dapat terjadi secara seragam maupun secara terlokalisasi. Contoh korosi seragam di dalam medium basah adalah apabila besi terendam di dalam larutan asam klorida (HCl). Korosi di dalam medium basah yang terjadi secara terlokalisasi ada yang memberikan rupa makroskopis, misalnya peristiwa korosi galvanik sistem besi - seng, korosi erosi, korosi retakan, korosi lubang, korosi pengelupasan, serta korosi pelumeran, sedangkan rupa mikroskopis dihasilkan misalnya oleh korosi tegangan, korosi patahan, dan korosi antar butir. Berdasarkan bentuk kerusakan yang dihasilkan penyebab korosi, lingkungan tempat terjadinya korosi, maupun jenis material yang diserang, korosi terbagi menjadi, diantaranya adalah: a.

Korosi Merata (Uniform attack) Korosi yang terjadi pada permukaan logam akibat reaksi kimia karena pH air yang rendah dan udara yang lembab, sehingga makin lama logam makin menipis. Biasanya korosi ini terjadi pada pelat baja atau profil logam yang bersifat homogen. Korosi jenis ini dapat dicegah dengan cara diberi lapisan lindung yang mengandung inhibitor.

Gambar 2.5 Hasil spesimen uji yang terkorosi setelah 4 bulan di pantai


b.

Korosi Sumuran (Pitting corrosion) Korosi ini sangat berbahaya karena pada bagian permukaan hanya lubang kecil saja, namun pada bagian dalamnya terjadi lubang yang besar seperti sumuran. Korosi ini terjadi akibat adanya sistem anoda pada logam, dimana daerah tersebut terdapat konsentrasi Cl‾ yang tinggi.

Korosi jenis ini dapat dicegah dengan cara:

pemilihan bahan yang homogen, diberikan inhibitor sebagai pelindung, mengatur kadar pH, konsentrasi klorida dan suhu, diberikan coating material dengan dan menggunakan potensi.

Gambar 2.6 Korosi Pitting (Sumber: www.substech.com) c.

Korosi Erosi (Errosion corrosion) Korosi ini terjadi karena keausan dan menimbulkan bagian-bagian yang tajam dan kasar, bagian-bagian inilah yang mudah terjadi korosi dan juga diakibatkan karena fluida yang sangat deras dan dapat mengikis pelindung pada logam.

Gambar 2.7 Korosi Erosi pada Impeller (Sumber: www.corrosion doctor.org)


d.

Korosi Logam Tak Sejenis (Dissimilar Metals) Merupakan korosi akibat dua logam tak sejenis yang tergandeng (coupled) membentuk sebuah sel korosi basah sederhana. Sebutan lain yang sering digunakan adalah korosi dwilogam (KR. Treathewey, 1991, p.109). Korosi ini sering dijumpai pada sambungan sambungan pipa yang berbeda jenis logamnya. Pemilihan logam yang sama jenisnya sangat penting untuk menghindari korosi ini.

Gambar 2.8 Korosi Dwilogam (Sumber: www.corrosion doctor.org) e.

Korosi Tegangan (Stress corrosion) Korosi tegangan terjadi karena butiran logam yang berubah bentuk yang diakibatkan karena logam mengalami perlakuan khusus, seperti diregang, ditekuk. Sehingga butiran menjadi tegang dan butiran ini sangat mudah bereaksi dengan lingkungan. Apabila logam yang telah mengalami stress maka logam harus direlaksasi.

Gambar 2.9 Korosi Tegangan (Sumber: www.corrosion doctor.org)


f.

Korosi Celah (Crevice Corrosion) Korosi celah adalah dengan perubahan yang tinggi pada lubang sempit yang disebabkan adanya perbedaan penambahan oksigen dengan konsentrasi oksigen dalam celah lebih rendah sehingga sulit bagi oksigen untuk menembus lubang kecil. Korosi ini, disebabkan oleh adanya sejumlah kecil larutan yang terstagnasi (diam) karena adanya hole, gasket. Sambungan penyebab timbulnya celah, sehingga korosi ini sering juga disebut korosi deposit, korosi retakan.

Gambar 2.10 Korosi Celah (Sumber: www.corrosion doctor.org) g.

Korosi Lelah (Fatigue corrosion) Korosi ini terjadi karena logam mendapatkan beban siklus yang terus berulang sehingga semakin lama logam akan mengalami patah karena terjadi kelelahan logam. Korosi ini biasanya terjadi pada turbin uap, pengeboran minyak dan propeller kapal.

Gambar 2.11 Korosi Lelah (Sumber: www.corrosion doctor.org)


h.

Korosi Batas Butir (Intergranular corrosion) Korosi ini menyerang pada daerah sepanjang batas butir atau daerah sekitarnya. Seperti diketahui, logam merupakan susunan butiran-butiran kristal seperti pasir. Butiran-butiran tersebut saling terikat membentuk mikrostruktur. Korosi ini disebabkan karena adanya perubahan sifat metalurgi, terjadi pada suhu pemanasan 400oC–800oC dimana krom akan tertarik oleh karbon untuk membentuk kromium karbida (chromium carbide) dibatas butir. Sehingga permukaan dari material menjadi lemah.

Gambar 2.12 Korosi Batas Butir (Sumber: www.corrosion doctor.org) 2.6 Faktor-faktor Laju Korosi Beberapa faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi proses korosi antara lain, yaitu: a.

Suhu Suhu merupakan faktor penting dalam proses terjadinya korosi, di mana kenaikan suhu akan menyebabkan bertambahnya kecepatan reaksi korosi. Hal ini terjadi karena makin tinggi suhu maka energi kinetik dari partikel-partikel yang bereaksi akan meningkat sehingga melampaui besarnya harga energi aktivasi dan akibatnya laju kecepatan reaksi (korosi) juga akan makin cepat, begitu juga sebaliknya (Fogler, 1992).

b.

Kecepatan Alir Fluida atau Kecepatan Pengadukan


Laju korosi cenderung bertambah jika laju atau kecepatan aliran fluida bertambah besar. Hal ini karena kontak antara zat pereaksi dan logam akan semakin besar sehingga ion-ion logam akan makin banyak yang lepas sehingga logam akan mengalami kerapuhan korosi (Kirk Othmer, 1965). c.

Konsentrasi Bahan Korosif Hal ini berhubungan dengan pH atau keasaman dan kebasaan suatu larutan. Larutan yang bersifat asam sangat korosif terhadap logam dimana logam yang berada didalam media larutan asam akan lebih cepat terkorosi karena karena merupakan reaksi anoda. Sedangkan larutan yang bersifat basa dapat menyebabkan korosi pada reaksi katodanya karena reaksi katoda selalu serentak dengan reaksi anoda (Djaprie, 1995).

d.

Oksigen Adanya oksigen yang terdapat di dalam udara dapat bersentuhan dengan permukaan logam yang lembab. Sehingga kemungkinan menjadi korosi lebih besar. Di dalam air (lingkungan terbuka), adanya oksigen menyebabkan korosi (Djaprie,1995).

e.

Waktu Kontak Dalam proses terjadinya korosi, laju reaksi sangat berkaitan erat dengan waktu. Pada dasarnya semakin lama waktu logam berinteraksi dengan lingkungan korosif maka semakin tinggi tingkat korosifitasnya. Laju korosi dapat dihitung dengan metode kehilangan berat atau weight gain loss (WGL), pengujian ini sesuai dengan standar ASTM G 31-72. Laju korosi dinyatakan dalam mpy (milli inch per year). Dengan menghitung massa logam yang telah dibersihkan dari oksida dan massa tersebut dinyatakan sebagai massa awal lalu dilakukan selama waktu tertentu. Setelah itu dilakukan penghitungan massa kembali dari suatu logam setelah


dibersihkan logam tersebut dari hasil korosi yang terbentuk dan massa tersebut dinyatakan sebagai massa akhir. Dengan mengambil beberapa data seperti luas permukaan, waktu dan massa jenis logam yang di uji maka dihasilkan suatu laju korosi. 2.7 Pengujian Bahan Pengujian bahan ini dilakukan untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis dari benda uji yang diteliti. 2.7.1 Pengujian Tarik Uji tarik rekayasa dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan. Pada uji tarik benda uji diberi beban gaya tarik sesumbu dan bertambah besar secara kontinu, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan mengenai perpanjangan yang dialami benda uji (Djaprie, 1987:276). 2.7.1.1 Perilaku Mekanik Material Pengujian tarik yang dilakukan pada suatu material padatan (logam dan non logam) dapat memberikan keterangan yang relatif lengkap mengenai perilaku material tersebut terhadap pembebanan mekanis. Informasi penting yang bisa didapat adalah: a. Batas proporsionalitas (proportionality limit) Merupakan

daerah

batas

dimana

tegangan

dan

regangan

mempunyai hubungan proporsionalitas satu dengan lainnya. Setiap penambahan tegangan akan diikuti dengan penambahan regangan secara proporsional dalam hubungan linier σ = Eε (bandingkan dengan hubungan y = mx; dimana y mewakili tegangan; x mewakili regangan dan m mewakili slope kemiringan dari modulus kekakuan). Titik A pada Gambar 2.13 ini menunjukkan batas regangan.

proporsionalitas

dari

kurva

tegangan-


Gambar 2.13 Kurva tegangan-regangan (Sumber: www.infometrik.com) b. Batas elastis (elastic limit) Daerah elastis adalah daerah dimana bahan akan kembali kepada panjang

semula

proporsionalitas

bila

tegangan

merupakan

luar

bagian

dari

dihilangkan. batas

Daerah

elastik

ini.

Selanjutnya bila bahan terus diberikan tegangan (deformasi dari luar) maka batas elastis akan terlampaui pada akhirnya sehingga bahan tidak akan kembali kepada ukuran semula. Dengan kata lain dapat didefinisikan bahwa batas elastis merupakan suatu titik dimana tegangan yang diberikan akan menyebabkan terjadinya deformasi permanen (plastis) pertama kalinya. Kebanyakan material teknik memiliki batas elastis yang hampir berimpitan dengan batas proporsionalitasnya. c. Titik luluh (yield point) dan kekuatan luluh (yield strength) Titik ini merupakan suatu batas dimana material akan terus mengalami deformasi tanpa adanya penambahan beban. Tegangan (stress) yang mengakibatkan bahan menunjukan mekanisme luluh ini disebut tengangan luluh (yield stress). Titik luluh ditunjukkan oleh titik Y. Gejala luluh umumnya hanya ditunjukkan oleh logamlogam ulet dengan struktur kristal BCC dan FCC yang membentuk


interstitial solid solution dari atom atom karbon, boron, hidrogen dan oksigen. Interaksi antara dislokasi dan atom-atom tersebut menyebabkan baja ulet seperti mild steel menunjukkan titik luluh bawah (lower yield point) dan titik luluh atas (upper yield point). Baja berkekuatan tinggi dan besi tuang yang getas umumnya tidak memperlihatkan batas luluh yang jelas. Untuk menentukan kekuatan luluh material seperti ini maka digunakan suatu metode yang dikenal sebagai Metode Offset. Dengan metode ini kekuatan luluh (yield strength) ditentukan sebagai tegangan dimana bahan memperlihatkan batas

penyimpangan/

deviasi

tertentu

dari

proporsionalitas tegangan dan regangan. Pada Gambar 2.14 garis offset OX ditarik paralel dengan OP, sehingga perpotongan XW dan kurva tegangan-regangan memberikan titik Y sebagai kekuatan luluh. Umumnya garis offset OX diambil 0.1–0.2% dari regangan total dimulai dari titik O.

Gambar 2.14 Kurva tegangan-regangan Sumber: www.infometrik.com Kekuatan luluh atau titik luluh merupakan suatu gambaran kemampuan bahan menahan deformasi permanen bila digunakan dalam penggunaan struktural yang melibatkan pembebanan


mekanik seperti tarik, tekan bending atau puntiran. Di sisi lain, batas luluh ini harus dicapai ataupun dilewati bila bahan (logam) dipakai dalam proses manufaktur produk- produk logam seperti proses

rolling,

drawing,

stretching dan

sebagainya.

Dapat

dikatakan bahwa titik luluh adalah suatu tingkat tegangan yang: • Tidak boleh dilewati dalam penggunaan struktural (in service) • Harus dilewati dalam proses manufaktur logam (forming process) d. Kekuatan tarik maksimum (ultimate tensile strength) Merupakan tegangan maksimum yang dapat ditanggung oleh material sebelum terjadinya perpatahan (fracture). Nilai kekuatan tarik maksimum σ uts ditentukan dari beban maksimum F maks dibagi luas penampang awal Ao. UTS = Pada bahan ulet tegangan maksimum ini ditunjukan oleh M selanjutnya bahan akan terus berdeformasi hingga titik B. Bahan yang bersifat getas memberikan perilaku yang berbeda dimana tegangan maksimum sekaligus tegangan perpatahan. Dalam kaitannya dengan penggunaan structural maupun dalam proses forming bahan, kekuatan maksimum adalah batas tegangan yang sama sekali tidak boleh dilewati. e. Kekuatan Putus (breaking strength) Kekuatan putus ditentukan dengan membagi beban pada saat benda uji putus (F breaking) dengan luas penampang awal Ao. Untuk bahan yang bersifat ulet pada saat beban maksimum M terlampaui dan bahan terus terdeformasi hingga titik putus B maka terjadi mekanisme penciutan (necking) sebagai akibat adanya suatu deformasi yang terlokalisasi. Pada bahan ulet kekuatan putus adalah lebih kecil daripada kekuatan maksimum sementara


pada bahan getas kekuatan putus adalah sama dengan kekuatan maksimumnya. f. Keuletan (ductility) Keuletan merupakan suatu sifat yang menggambarkan kemampuan logam menahan deformasi hingga terjadinya perpatahan. Sifat ini dalam beberapa tingkatan, harus dimiliki oleh bahan bila ingin dibentuk (forming) melalui proses rolling, bending, stretching, drawing, hammering, cutting dan sebagainya. Pengujian tarik memberikan dua metode pengukuran keuletan bahan yaitu:  Persentase perpanjangan (elongation) Diukur sebagai penambahan panjang ukur setelah perpatahan terhadap panjang awalnya. Elongasi, (%)[

−

⁄100 %]….........................................(1)

Dimana Lƒ adalah panjang akhir dan Lo adalah panjang awal dari benda uji.  Persentase pengurangan/reduksi penampang (Area Reduction) Diukur sebagai pengurangan luas penampang (cross-selection) setelah perpatahan terhadap luas penampang awalnya. (%)[Α − Α ⁄Α ]100% ………….....................................(2)

Dimana Aƒ adalah luas penampang akhir dan Ao adalah luas penampang awal. g. Modulus elastisitas (E) Modulus elastisitas atau modulus Young merupakan ukuran kekakuan suatu material. Semakin besar harga modulus ini maka semakin kecil regangan elastis yang terjadi pada suatu tingkat pembebanan tertentu, atau dapat dikatakan material tersebut


semakin kaku (stiff). Pada grafik tegangan-regangan (Gambar 2.15 dan 2.16), modulus kekakuan tersebut dapat dihitung dari slope kemiringan garis elastis yang linier, diberikan oleh: Ε = ⁄ atau Ε = tan

…......................................................(3)

Dimana α adalah sudut yang dibentuk oleh daerah elastis kurva tegangan-regangan. Modulus elastisitas suatu material ditentukan oleh energi ikat antar atom-atom, sehingga besarnya nilai modulus ini tidak dapat dirubah oleh suatu proses tanpa merubah struktur bahan. Sebagai contoh diberikan oleh Gambar 2.16.

Gambar 2.15 Grafik tegangan- regangan baja yang memperlihatkan kesamaan modulus elastisitas. (Sumber: www.infometrik.com) h. Modulus kelentingan (modulus of resilience) Mewakili kemampuan material untuk menyerap energi dari luar tanpa terjadinya kerusakan. Nilai modulus dapat diperoleh dari luas segitiga yang dibentuk oleh area elastis diagram teganganregangan.


i. Modulus ketangguhan (modulus of toughness) Merupakan kemampuan material dalam menyerap energi terjadinya perpatahan. Secara kuantitatif dapat ditentukan dari luas area keseluruhan dibawah kurva tegangan regangan hasil pengujian tarik. Pertimbangan desain yang mengikut sertakan modulus ketangguhan menjadi sangat penting untuk komponen-komponen yang mungkin mengalami pembebanan berlebih secara tidak disengaja. Material dengan modulus ketangguhan yang tinggi akan mengalami distorsi yang besar karena pembebanan berlebih, tetapi hal ini tetap disukai dibandingkan material dengan modulus yang rendah dimana perpatahan akan terjadi tanpa suatu peringatan terlebih dahulu. j . Kurva tegangan-regangan rekayasa dan sesungguhnya Kurva tegangan-regangan rekayasa didasarkan atas dimensi awal (luas area dan panjang) dari benda uji, sementara untuk mendapatkan kurva tegangan-regangan sesungguhnya diperlukan luas area dan panjang aktual pada saat pembebanan setiap saat terukur. Perbedaan kedua kurva tidaklah terlampau besar pada regangan yang kecil, tetapi menjadi signifikan pada rentang terjadinya pengerasan regangan (strain hardening), yaitu setelah titik luluh terlampaui. Secara khusus perbedaan menjadi demikian besar di dalam daerah necking. Pada kurva tegangan-regangan rekayasa, dapat diketahui bahwa benda uji secara aktual mampu menahan turunnya beban karena luas area awal Ao bernilai konstan pada saat penghitungan tegangan σ = P / Ao. Sementara pada kurva tegangan-regangan sesungguhnya luas area aktual adalah selalu turun hingga terjadinya perpatahan dan benda uji mampu menahan peningkatan tegangan-regangan σ = P / A .


Gambar 2.16 Kurva tegangan-regangan tersebut pada baja karbon rendah (mild steel). (Sumber: www.infometrik.com) Sampel hasil pengujian tarik dapat menunjukkan beberapa tampilan perpatahan seperti diilustrasikan oleh Gambar 2.17.

Gambar 2.17 Ilustrasi penampang samping bentuk patahan spesimen uji tarik sesuai dengan tingkat keuletan/kegetasan. (Sumber: www.infometrik.com) 2.7.2 Pengamatan Struktur Mikro Pengamatan struktur mikro adalah suatu pengujian untuk mengetahui susunan fasa pada suatu benda uji atau spesimen. Struktur mikro dan sifat paduannya dapat diamati dengan berbagai cara bergantung pada sifat


informasi yang dibutuhkan. Salah satu cara dalam mengamati struktur suatu bahan yaitu dengan teknik metalografi (pengujian mikroskopik). a.

Metalogafi Metalografi adalah ilmu yang berkaitan dengan penyusun dari mikrostruktur logam dan paduan yang dapat dilihat langsung oleh mata maupun dengan bantuan peralatan seperti mikroskop optik, mikroskop elektron SEM (Scanning Electron Microscope), dan difraksi sinar-X. Metalografi tidak hanya berkaitan dengan struktur logam tetapi juga mencakup pengetahuan yang diperlukan untuk preparasi awal permukaan bahan. Sampel metalografi harus memenuhi kriteria yaitu mewakili sampel, cacat dipermukaan minimum bebas goresan, lubang cairan lengket, inklusi, presipitat, fasa terlihat jelas, permukaan sampel datar sehingga perbesaaran maksimum mampu dicapai, dan permukaan sampel bagian pinggir tidak rusak (Noviano, 2010). Secara umum prinsip kerja mikroskop optik adalah sinar datang yang berasal dari sumber cahaya melewati lensa kondensor, lalu sinar datang itu menuju glass plane yang akan memantulkannya menuju sampel. Sebelum mencapai sampel, sinar datang melewati beberapa lensa pembesar. Kemudian sinar datang tersebut sebagian akan

dipantulkan

kembali,

sedangkan

sebagian

lagi

akan

menyimpang akibat mengenai permukaan yang telah terkorosi pada saat pengetsaan. Sinar datang yang dipantulkan kembali ke mikroskop optik akan diteruskan ke lensa okuler sehingga dapat diamati.


A: Contoh sedang diamati, B: Contoh tampilan di okuler Gambar 2.18 : Contoh/ sampel dengan mikroskop (Sumber : Avner, S.H., Introduction to Physical Metalurgy, McGraw Hill, Tokyo, Japan) 2.8 Tinjauan pustaka Dalam jurnal yang disusun oleh Sumar Hadi Suryo yang berjudul “LAJU KOROSI DAN KEKERASAN PIPA BAJA API 5L X65 SETELAH NORMALIZING”, menuliskan bahwa pipa baja API 5L X65 adalah satu dari beberapa pipa standard untuk transportasi gas, pipa ini selalu mengandung tegangan permanen karena proses pengerolan membuat pipa saat pipa diproduksi. Laju korosi akan meningkat oleh tegangan ini terutama dalam air laut. Satu dari beberapa metoda untuk menurunkan tegangan ini adalah normalizing. Penelitian ini tentang laju korosi dan angka kekerasan logam dasar pipa ini sebelum dan sesudah proses normalizing. Proses normalizing dilaksanakan pada temperatur 900⁰C dan waktu tahan 30 menit, 60 menit, 90 menit, 120 menit dan 150 menit. Perlakuan korosi dilaksanakan dengan air laut sebagai media korosi. Hasil penelitian ini adalah metalografi, laju korosi dan angka kekerasan, masing-masing dilaksanakan sebelum dan sesudah proses normalizing. Laju pengurangan massa dan korosi benda uji yang dinormalizing menurun dengan naiknya waktu penahanan.


Dalam

jurnal

yang

disusun

oleh

Nukman

yang

berjudul

”KETANGGUHAN BEBAN IMPAK DAN BEBAN TARIK MAKSIMUM PADA PELAT BAJA BERLAPIS AKIBAT

QUENCHING DAN

NORMALIZING”, menuliskan bahwa kekuatan bahan pada saat ini telah mengalami perkembangan yang pesat. Pada umumnya kekuatan material logam tergantung terhadap dimensi material tersebut. Suatu material memerlukan

kekuatan

terhadap

tumbukan

serta

kelenturan.

Untuk

meningkatkan kekuatan material dapat dilakukan dengan penambahan jumlah lapisan dengan ketebalan dan dimensi yang sama melalui perlakuan panas yang sesuai. Pengujian impak dan pengujian tarik dilakukan dengan tiga perlakuan yaitu tanpa perlakuan, normalizing dan quenching. Energi impak yang terbesar pada spesimen uji impak tanpa perlakuan dengan ketebalan 2,5 mm dengan hasil 89,75 Joule dan energi impak yang terkecil secara keseluruhan dari ketiga perlakuan yang digunakan pada pengujian impak terdapat pada spesimen yang diberi perlakuan quenching pada ketebalan 2,0 mm yaitu 62,12 Joule. Beban tarik maksimum paling besar terdapat pada spesimen tanpa perlakuan dengan ketebalan 2,0 mm yaitu sebesar 9075 kgf dan beban tarik maksimum yang paling rendah terdapat pada spesimen yang dinormalizing dengan ketebalan 1,25 mm yaitu sebesar 7262,5 kgf. Dalam jurnal yang disusun oleh Budi Utomo yang berjudul ”JENIS KOROSI DAN PENANGGULANGANNYA”, menuliskan bahwa Dewasa ini banyak sekali kerusakan yang diakibatkan oleh korosi terutama dibidang inndustri khususnya industri perkapalan. Banyak sekali kerugian yang diakibatkan oleh korosi sehingga perusahaan perlu mengeluarkan biaya extra untuk memperbaki peralatan yang mengalami kerusakan akibat korosi. Biasanya korosi terjadi pada pipa, paku, penyangga – pengangga tanki, tanki dll. Jenis korosi yang biasa terjadi pada bidang industri : uniform attack (korosi merata), galvanic corrosion (korosi galvanis), crevice corrosion (korosi celah), pitting corrosion ( korosi sumur), intergaranular corrosion ( korosi antar butir ), selective corrosion (korosi pisah), erosion corrosion


(korosi erosi), stress corrosion (korosi tekanan), fatique corrosion (korosi lelah), biological corrosion.


BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Skema Penelitian PERSIAPAN BAHAN

UJI KOMPOSISI

PEMBUATAN SPESIMEN

PERLAKUAN PANAS NORMALIZING PERLAKUAN PANAS QUENCHING DAN NORMALIZING

SPESIMEN AWAL SEBELUM TERKOROSI

SPESIMEN TERKOROSI 1 BULAN



PENGUJIAN BAHAN 1. 2. 3.

UJI TARIK PERHITUNGAN LAJU KOROSI PENGAMATAN STRUKTUR MIKRO

ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN

KESIMPULAN

Gambar 3.1 Skema Penelitian

35



3.2 Persiapan Spesimen Penelitian ini menggunakan baja karbon sedang dengan kandungan karbon sebesar 0,65% dan dengan paduan logam lainya. Pada penelitian ini juga akan dilakukan uji komposisi untuk mengetahui kandungan-kandungan dalam logam lainya agar lebih akurat. Tabel 3.1 Unsur Kimia Baja Karbon Sedang

Unsur

Kandungan

Unsur

Kandungan

Fe

96,1156

P

0,16

S

0,0257

Cu

0,3278

Al

0,0001

Ti

0,002

C

0,6562

N

0,0238

Ni

0,0831

B

0,0006

Nb

0,0008

Pb

-0,00

Si

1,1858

Ca

0,0025

Cr

0,4818

Mg

0,0004

V

0,001

Zn

0,0014

Mn

1,0139

Co

0,0149

Mo

0,0137

Sb

0,0088

W

0,0002

3.3 Peralatan Yang Digunakan Alat-alat yang digunakan dalam pembuatan dan pengujian spesimen meliputi: a.

Alat yang digunakan dalam pembuatan spesimen


1.

Mesin bubut: suatu mesin perkakas yang digunakan untuk memotong benda berputar. Mesin bubut ini digunakan untuk membuat spesimen.

Gambar 3.2 Mesin Bubut 2.

Jangka sorong: alat ukur yang digunakan untuk mengukur ukuran-ukuran pada waktu mengerjakaan benda kerja.

Gambar 3.3 Jangka Sorong (Sumber: umum-pengertian.blogspot.com) 3.

Pahat Bubut

Gambar 3.4 Pahat Bubut (Sumber: an-tika.blogspot.com)


b.

Alat yang digunakan dalam pengujian spesimen 1.

Mesin Uji Tarik Alat uji tarik ASTM A370 dengan seri GOTECT KT-7010AZ Taiwan, ROC dengan kemampuan maksimal tarik 1 Ton (1000 kg).

Gambar 3.5 Mesin Uji Tarik GOTCH KT-7010A2 TAIWAN, R.O.C 2.

Mikroskop Metallurgi Mikroskop metalurgi digunakan untuk pengamatan struktur mikro spesimen quenching normalizing dan spesimen dengan perlakuan normalizing.

Gambar 3.6 Mikroskop Metallurgi UNION Japan


3.

Oven

Gambar 3.7 Oven Metallurgi 1300°C 4.

Jangka sorong

Gambar 3.8 Jangka Sorong 5.

(Sumber: umum-pengertian.blogspot.com) Stopwatch

Gambar 3.9 Stopwatch


6.

Autosol

Gambar 3.10 Autosol 7.

Amplas

Gambar 3.11Amplas 8.

Neraca Digital Neraca Digital digunakan untuk menimbang berat awal dari spesimen dan perubahan berat setelah dibersihkan dari korosi. Neraca digital yang digunakan memiliki ketelitian 0,01 gram.

Gambar 3.12 Neraca Digital


9.

Accu Zurr

Gambar 3.13 Accu Zurr 10. Oli

Gambar 3.14 Oli 11. Thermometer

Gambar 3.15 Thermometer


12. Kain 13. Alkohol 95% dan HNO₃ 5%

Gambar 3.16 HNO₃ 5% 3.4 Pembuatan Spesimen Sebelum penelitian dimulai, baja akan dibuat spesimen uji sesuai dengan ukuran standard ASTM A370-03a disajikan pada Gambar 3.17. Pembuatan spesimen akan menggunakan mesin bubut. Ukuran dari spesimen uji akan menyesuiakan mesin uji tarik di laboratorium ilmu logam Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma.

Gambar 3.17 Standar ASTM A370-03a (Sumber: www.bcscode.com) Tahap-tahap pembuatan spesimen:


a. Menentukan ukuran spesimen berdasarkan standar ASTM

3

A370-03a disajikan pada Gambar 3.19.

10 13 100

Gambar 3.18 Bentuk Spesimen Uji Tarik b.

Memilih baja silinder dengan ukuran Ø 15x120 mm sebagai ukuran awal sebelum dimasukan ukuran Ø 13x100 mm.

c.

Baja silinder dibentuk menggunakan mesin bubut sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan.

3.5 Proses Perlakuan Panas ( Heat Treatment ) Spesimen Proses perlakuan panas pada umumnya untuk memodifikasi struktur mikro baja sehingga meningkatkan sifat mekanik, salah satunya yaitu kekerasan (Smallman and Bishop, 1999). Perlakuan panas didefinisikan sebagai kombinasi dari proses pemanasan dan pendinginan dengan kecepatan tertentu yang dilakukan terhadap logam/paduan dalam keadaan padat, sebagai upaya untuk memperoleh sifat-sifat tertentu. Sebelum spesimen diberi perlakuan panas quenching normalizing terlebih dahulu spesimen dinormalizing untuk mengembalikan sifat dari baja kesifat awalnya. 3.5.1. Proses Perlakuan Panas Normalizing Spesimen Normalizing biasanya diterapkan pada baja untuk mengilangkan pengaruh pengerjaan bahan sebelumya, menghilangkan tegangan dalam dan memperoleh sifat-sifat fisik yang diinginkan (Amsted dan Djaprie, 1995). Langkah-langkah proses normalizing adalah sebagai berikut :


1. Spesimen dimasukkan dalam oven dan dipanaskan hingga suhu 830℃ 2. Spesimen ditahan pemanasannya selama 60 menit. 3. Setelah proses penahanan spesimen didinginkan dengan udara terbuka. 3.5.2 Proses Perlakuan Panas Quenching Spesimen Terdapat beragam media pendingin yang digunakan dalam proses quenching antara lain: air, larutan/air garam, minyak/oli. Air dan oli merupakan media pendingin yang paling banyak dipakai untuk mengeraskan

baja

karena

mudah

dalam

proses

pencelupannya.

Pendinginan dengan air lebih cepat dibandingkan dengan oli, sehingga kemungkinan terjadinya retak lebih besar, oleh karena itu oli lebih banyak digunakan sebagai media pendingin. Namun pemilihan media pendingin tersebut terkadang tidak sesuai dengan hasil kekerasan yang diinginkan, untuk itu perlu dilakukan riset dan percobaan agar didapat hasil yang diinginkan. Dalam penelitian ini dipilih media oli yang dipanaskan hingga 100℃ sebagai pendinginnya. Langkah-langkah proses quenching spesimen adalah sebagai berikut : a.

Spesimen yang sudah selesai dinormalizing, dimasukkan kembali kedalam oven dan dipanaskan hingga suhu 850℃. Pemanasan ditahan disuhu yang sama selama 60 menit.

b.

Oli disiapkan dengan dipanaskan hingga 100℃ dengan bantuan kompor.

c.

Spesimen yang sudah ditahan selama 60 menit, dicelupkan dengan cepat kedalam oli yang sudah dipanaskan dan ditunggu hingga spesimen dingin.


Gambar 3.19 Spesimen saat diquenching

Gambar 3.20 Spesimen setelah diquenching 3.5.2 Proses Perlakuan Panas Normalizing Spesimen Proses normalizing dilakukan untuk mengeleminasi tegangan sisa meningkatkan keseragaman dan penghalusan ukuran butir. Langkah-langkah proses normalizing spesimen adalah sebagai berikut: a. Spesimen yang telah diquenching dimasukkan kembali kedalam oven dan dipanaskan kembali hingga suhu 830℃. b. Suhu oven ditahan selama 60 menit disuhu yang sama. c. Spesimen yang sudah ditahan selama 60 menit, dikeluarkan dari oven dan akan didinginkan oleh suhu lingkungan. 3.6 Penempatan Spesimen Pada Lingkungan Pantai Penempatan di lingkungan pantai bertujuan membandingkan laju korosi antara spesimen quenching normalizing dengan spesimen normalizing. Lama


waktu penempatan adalah 4 bulan dengan cara spesimen digantung pada lingkungan pantai disajikan pada Gambar 3.21. Setiap bulan beberapa spesimen quenching normalizing dan spesimen normalizing akan diambil dan diuji. Setiap spesimen yang diambil akan diuji tarik dan dihitung laju korosinya.

Gambar 3.21 Spesimen diletakkan di lingkungan pantai 3.7 Pengujian Spesimen Pengujian spesimen bertujuan untuk mendapatkan data dimana dari data tersebut akan dibandingkan antara spesimen yang mendapat perlakuan panas quenching normalizing dan spesimen yang mendapat perlakuan panas normalizing yang belum mengalami korosi maupun mengalami korosi 1 bulan, 2 bulan,3 bulan dan 4 bulan. 3.7.1 Perhitungan Laju Korosi Perhitungan laju korosi digunakan untuk mengetahui laju korosi dari spesimen setiap bulannya, korosi 1 bulan, 2 bulan, 3 bulan dan 4 bulan. Perhitungan laju korosi juga untuk membandingkan laju korosi antara spesimen quenching normalizing dengan spesimen normalizing. Langkah-langkah pengujian laju korosi: a. Spesimen yang diambil dari pantai terlebih dahulu ditimbang untuk mengetahui pertambahan beratnya disajikan pada Gambar 3.22.


Gambar 3.22 Spesimen ditimbang b. Spesimen dibersihkan dari terak-terak korosi yang ada pada spesimen disajikan pada Gambar 3.23.

Gambar 3.23 Spesimen dibersihkan c. Direndam dalam air accu supaya spesimen benar-benar bersih dari korosi disajikan pada Gambar 3.24.

Gambar 3.24 Spesimen direndalam dalam air accu


d. Spesimen dibersihkan, kemudian ditimbang kembali untuk mendapat berat bersih dari spesimen disajikan pada Gambar 3.25.

Gambar 3.25 Spesimen bersih ditimbang 3.7.2 Uji Tarik Pengujian tarik dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan. Pada uji tarik spesimen diberi beban gaya tarik sesumbu yang bertambah besar secara kontinu, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan mengenai perpanjangan yang dialami spesimen (Djaprie, 1986:276). Mesin yang digunakan adalah jenis GOTCH KT-7010A2 TAIWAN, R.O.C dengan kekuatan Tarik maksimum 1 Ton (1000 kg) disajikan pada Gambar 3.27. Adapun langkah-langkah pengujian tarik adalah : a. Spesimen

diukur

menggunakan

jangka

sorong

untuk

mendapatkan informasi awal. b. Spesimen dipasang pada grip (penjepit) atas dan bawah pada mesin uji tarik dengan menaikan atau menurunkan grip bagian bawah, sehingga spseimen berada pada posisi grip dengan tepat dan betul-betul vertikal.


c. Pada bagian ujung-ujung gauge length spesimen dipasang alat pengukur pertambahan panjang (Ekstensometer). d. Spesimen diberi beban sehingga spesimen akan bertambah panjang dan sampai pada saat spesimen tersebut mengalami kegagalan atau patah. e. Data hasil penarikan yang terlihat pada panel mesin dicatat. Data ini meliputi nilai pertambahan panjang, beban tarik, beban maksimum, beban ketika spesimen patah dan print out diagram pertambahan panjang berbanding beban.

Gambar 3.26 Mesin Uji Tarik 3.7.3 Pengamatan Struktur Mikro Pengamatan struktur mikro bertujuan untuk membandingkan struktur mikro dari spesimen yang diteliti dengan kondisi yang mendapat perlakuan panas quenching normalizing dan spesimen normalizing,serta mempelajari sifat logam. Langkah-langkah pengamatan struktur mikro: a.

Permukaan spesimen dihaluskan dan dibersihkan sehingga permukaan tersebut rata dan sejajar, gunakan amplas mulai dari yang kasar hingga amlpas yang halus.


b.

Spesimen digosok dengan autosol yang dioleskan pada kain, sampai permukaan mengkilap seperti kaca.

c.

Permukaan spesimen dietsa dengan menggunakan larutan NaOH, kemudian didiamkan selama 60 detik.

d.

Spesimen dimasukkan kedalam alcohol untuk menetralkan bahan etsa kemudian dicuci dengan aquades dan dikeringkan.

Pengamatan

permukaan

spesimen

yang

telah

dietsa

dengan

menggunakan mikroskop disajikan pada Gambar 3.27.

A: Contoh sedang diamati, B: Contoh tampilan di okuler Gambar 3.27 : Contoh/ sampel dengan mikroskop (Sumber: Avner, S.H., Introduction to Physical Metalurgy, McGraw Hill, Tokyo, Japan)


BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Data yang diambil pada tugas akhir ini adalah data yang dapat digunakan untuk mengetahui perbandingan kekuatan antara spesimen yang diberi perlakuan panas quenching normalizing dengan spesimen yang diberi perlakuan panas normalizing. Data yang didapat berupa: uji tarik, perhitungan laju korosi yang akan membandingkan antara spesimen diberi perlakuan panas quenching normalizing dengan spesimen normalizing, data visual struktur mikro, serta data visual struktur makro. 4.1 Pengujian Tarik Data hasil pengujian tarik merupakan spesimen awal sebelum terkorosi dan spesimen yang sudah terkorosi di daerah pantai dalam waktu 1 bulan, 2 bulan, 3 bulan dan 4 bulan menunjukkan pengaruh terhadap kekuatan tarik dari spesimen tersebut. Data yang diperoleh pada pengujian tarik adalah kekuatan tarik maksimal (UTS), regangan, beban maksimal (F max). Dalam penelitian ini penulis menggunakan spesimen berjumlah 20 buah untuk spesimen yang diberi perlakuan panas quenching normalizing, serta 19 buah spesimen yang diberi perlakuan panas normalizing. Spesimen yang diberi perlakuan panas normalizing berjumlah 19 dikarenakan mengalami cacat pada saat diberi perlakuan panas. a. Data uji tarik disajikan pada tabel 4.1 dan 4.2

51


52

Tabel 4.1 Data uji tarik spesimen quenching dan normalizing. Nama Spesimen

1

N1 N2 N3 N4

Spesimen Awal

Rerata

2

N5 N6 N7 N8

Di pantai 1 bulan Rerata

3

N9 N10 N11 N12


4

N13 N14 N15 N16


5

N17 N18 N19 N20


F Max (kg) 520,7 507,3 655 475 545,77 438,5 463,5 546,5 510,3 518,06 451,8 336,9 384,4 410,9 396 361,3 385,1 374,2 356,5 369,275 296,5 366 378 270 327,625

A (mm²) 7,07 8,05 9,63 7,55 8,25 8,05 7,80 7,21 7,04 7,56 7,07 5,73 5,31 5,73 5,96 5,73 5,31 6,16 4,16 5,34 4,53 5,11 4,91 4,72 4,82

UTS (kg/mm²) 62,91 63,05 68,05 73,63 66,91 57,61 70,10 70,78 73,59 68,02 63,89 58,82 72,37 71,74 66,70 63,08 72,50 60,75 85,77 70,52 65,51 71,64 76,97 57,25 67,84

Ɛ (%) 20,00 23,47 20,00 21,72 21,30 8,05 13,13 10,00 11,62 10,70 9,12 6,00 12,42 9,54 9,27 8,58 7,14 8,13 7,25 7,78 5,42 6,54 5,12 4,13 5,30


53

Tabel 4.2 Data uji tarik spesimen normalizing. Nama Spesimen

1

P1 P2 P3 P4

Spesimen Awal Rerata

2

P5 P6 P7 P8


3

P9 P10 P11 P12


4

P13 P14 P15 P16


5

P17 P18 P19


F max (kg) 603,6 588,1 516,2 491,3 549,80 527,5 559,1 404,2 580,4 517,80 384,4 427,6 432,2 451,2 423,85 395,5 334,7 454,1 359,7 386,00 276,3 267 217,8 253,70

A (mm2) 7,07 8,05 7,07 7,8 7,50 7,55 7,55 8,05 5,94 7,27 6,16 5,73 6,16 6,16 6,05 5,31 5,11 5,73 4,91 5,27 3,8 3,8 3,14 3,58

UTS Ɛ (%) (kg/mm²) 85,37 18,95 73,06 17,86 73,01 20,92 62,99 16,32 73,61 18,51 69,87 18,78 74,05 8,32 50,21 19,47 97,71 15,76 72,96 15,58 62,40 5,87 74,62 5,94 70,16 7,56 73,25 7,14 70,11 6,63 74,48 4,46 65,50 4,12 79,25 3,94 73,26 4,51 73,12 4,26 72,71 3,73 70,26 3,24 69,36 2,89 70,78 3,29

b. Kekuatan Tarik Maksimal (UTS) Perhitungan kekuatan tarik maksimal pada tabel 4.1 dan 4.2 diperoleh dari persamaan (1): UTS = dimana beban maksimum (F) maksimal dibagi luas penampang awal (Ao).


54

Untuk lebih jelas mengenai hasil uji tarik, akan disajikan dalam bentuk grafik. Grafik UTS spesimen quenching normalizing disajikan pada Gambar 4.1. Grafik UTS spesimen normalizing disajikan pada Gambar 4.2. Grafik perbandingan UTS antara spesimen quenching normalizing dengan spesimen normalizing disajikan pada Gambar 4.3.

80 70 60

kg/mm²

50 40 30 20 10 0

0

1

2

3

4

Lama Terkorosi (Bulan)

Gambar 4.1 Grafik Kekuatan Tarik Maksimal Spesimen Quenching Normalizing.

80 70

kg/mm²

60 50 40 30 20 10 0

0

1

2

3

4

Lama Korosi (Bulan)

Gambar 4.2 Grafik Kekuatan Tarik Maksimal Spesimen Normalizing.


55

80 70

kg/mm²

60 50

Spesimen Normalising

40

Spesimen Quenching Normalising

30 20 10 0

0

1

2

3

4


Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Kekuatan Tarik Maksimal Spesimen Quenching Normalizing dengan Spesimen Normalizing. Dari tabel 4.1 dan 4.2 maupun Gambar 4.3 diketahui bahwa kekuatan tarik spesimen quenching normalizing maupun spesimen normalizing tidak menunjukkan kekuatan tarik yang signifikan. Spesimen quenching normalizing hampir sebagian besar mengalami korosi merata mulai bulan pertama hingga bulan keempat, hal ini ditegaskan dalam Gambar 4.15. Spesimen normalizing hampir sebagian besar mengalami korosi merata mulai bulan pertama hingga bulan keempat, hal ini ditegaskan dalam Gambar 4.19. c. Regangan/ Elongation (Ɛ) Perhitungan regangan/elongasi dari tabel diperoleh dari persamaan (2): (%) =

[

−

]

× 100%


Regangan (%)

56

20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

0

1

2

3

4


Gambar 4.4 Grafik Regangan Spesimen Normalizing

Regangan (%)

25 20 15 10 5 0 0

1

2

3

4

Lama Terkorosi (Bulan) Gambar 4.5 Grafik Regangan Spesimen Quenching Normalizing


57

25

Regangan %

20 15

Spesimen Normalizing

10

Spesimen Quenching Normalizing

5 0

1

2

3

4

5


Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Regangan Spesimen Quenching Normalizing dengan Spesimen Normalizing. Dari gambar 4.4 dan gambar 4.5 dapat kita ketahui bahwa regangan dari spesimen quenching normalizing maupun spesimen normalizing mengalami penurunan nilai regangan. Nilai regangan awal dari spesimen quenching normalizing sebesar 21,30% dan nilai regangan pada spesimen empat bulan terkorsi sebesar 5,30%. Spesimen normalizing juga mengalami penurunan nilai regangan, nilai regangan awal spesimen sebesar 18,51% dan nilai regangan pada spesimen empat bulan terkorosi sebesar 3,29%. Nilai regangan ini menurun dikarenakan mengecilnya diameter dari spesimen yang mengurangi luasanya untuk meregang serta dikarenakan berkurangnya kualitas dari spesimen akibat terkorosi tiap bulannya. 4.2 Pehitungan Laju Korosi Pehitungan laju korosi digunakan untuk mengetahui laju korosi dari spesimen setiap bulannya. Perhitungan laju korosi juga membandingkan laju korosi antara spesimen yang diberi perlakuan panas quenching normalizing dengan spesimen yang diberi perlakuan panas normalizing. a.

Data perhitungan laju korosi disajikan pada tabel 4.3 dan 4.4


58

Tabel 4.3 Data Laju Korosi Spesimen Quenching Normalizing

Nama Spesimen

1

N1 N2 N3 N4


2

N5 N6 N7 N8


3

N9 N10 N11 N12


4

N13 N14 N15 N16


5

N17 N18 N19 N20


Penurunan berat (gram) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,04 1,56 1,12 0,72 1,11 2,35 3,07 2,45 4,08 2,99 6,33 4,44 6,54 9,33 6,66 9,37 7,33 8,79 11,24 9,18

A Permukaan (dm²) 0,37 0,38 0,37 0,37 0,37 0,38 0,36 0,37 0,38 0,37 0,39 0,37 0,37 0,38 0,37 0,38 0,38 0,38 0,36 0,37 0,38 0,37 0,37 0,37 0,37

Penurunan berat per hari (mg) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 34,67 52,00 37,33 24,00 37,00 39,17 51,17 40,83 68,00 49,79 70,33 49,33 72,67 103,67 75,22 78,08 61,08 73,25 93,67 76,52

Laju Korosi (dm²) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 90,44 142,70 99,76 63,51 99,10 100,93 139,67 111,65 179,14 132,85 183,43 131,30 193,42 284,04 198,05 206,98 164,24 196,92 250,97 204,78


59

Tabel 4.4 Data Laju Korosi Spesimen Normalizing

Nama spesimen

1

P1 P2 P3 P4


2

P5 P6 P7 P8


3

P9 P10 P11 P12


4

P13 P14 P15 P16


5

P17 P18 P19


A permukaan (dm2)

Penurunan Berat (gram)

Penurunan berat per hari (mg)

Laju Korosi (mdd)

0,383 0,387 0,397 0,399 0,392 0,400 0,400 0,397 0,397 0,398 0,383 0,382 0,405 0,414 0,396 0,392 0,406 0,390 0,389 0,394 0,392 0,395 0,399 0,395

0 0 0 0 0,00 1,39 1,21 1,16 1,28 1,26 3,77 3,43 3,38 4,61 3,80 7,41 7,36 5,76 7,35 6,97 9,83 10,22 10,28 10,11

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 46,33 40,33 38,67 42,67 42,00 62,83 57,17 56,33 76,83 63,29 82,33 81,78 64,00 81,67 77,44 81,92 85,17 85,67 84,25

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 115,90 100,94 97,28 107,51 105,41 163,87 149,84 139,25 185,79 159,69 209,92 201,65 164,14 209,76 196,37 209,04 215,52 214,74 213,10


60

b. Perhitungan laju korosi dari tabel diperoleh dengan menggunakan rumus:

Laju Korosi (mg/dm²/hari)

[1/luas permukaan (dm²)] x pengurangan berat perhari (mg)

250 200 150 100 50 0 1

2

3

4



Gambar 4.7 Grafik Laju Korosi Spesimen Quenching Normalizing

250 200 150 100 50 0

1

2

3


Gambar 4.8 Grafik Laju Korosi Spesimen Normalizing

4


61


250 200 150

Spesimen Quenching Normalizing

100

Spesimen Normalizing

50 0

1

2

3

4


Gambar 4.9 Grafik Perbandingan Laju Korosi Spesimen Quenching Normalizing dengan Spesimen Normalizing Dari hasil perhitungan yang dilakukan untuk spesimen quenching normalizing maupun spesimen normalizing dengan satuan laju korosi 1 mg dalam 1 dm² dan dalam 1 hari (mdd). Nilai laju korosi yang digunakan tiap bulan adalah nilai laju korosi dari 4 spesimen dan diambil nilai rata-rata untuk menentukan laju korosi tiap bulannya, bulan pertama, kedua, ketiga dan keempat. Dari tabel 4.3 untuk data laju korosi spesimen quenching normalizing dan tabel 4.4 untuk spesimen normalizing, nilai laju korosi sama-sama mengalami peningkatan nilai laju korosi tiap bulannya. Pada bulan pertama untuk spesimen quenching normalizing laju korosinya sebesar 99,10 mdd lalu naik pada bulan-bulan selanjutnya sebesar 132,85 mdd, 198,05 mdd dan pada bulan keempat 204,78 mdd. Laju korosi pada bulan pertama hingga bulan keempat mengalami kenaikan sebesar 106%. Adapun laju korosi pada spesimen normalizing bulan pertama sebesar 105,41 mdd lalu naik menjadi 159,69 mdd,


62

196,37 dan pada bulan keempat sebesar 213,10 mdd. Laju korosi spesimen normalizing juga mengalami kenaikan laju korosi sebesar 102,16 %. 4.3 Pengamatan Struktur Mikro Pengambilan gambar struktur mikro dilakukan dengan cara pengamatan spesimen pada mikroskop, kemudian dilakukan pemotretan. Pengamatan struktur mikro dilakukan pada spesimen yang belum terkorosi untuk membandingkan spesimen yang diberi perlakuan panas quenching normalizing dan spesimen yang diberi perlakuan panas normalizing. Hal ini disajikan pada gambar 4.10 dan 4.11.

Ferit

Perlit

Bainit Gambar 4.10 Struktur mikro dari spesimen quenching normalizing

Perlit

Ferit Gambar 4.11 Struktur mikro dari spesimen normalizing Gambar 4.10 menunjukan struktur mikro dari spesimen quenching normalizing yang terdiri dari butir-butir ferit (berwarna putih), perlit (berwarna hitam) dan bainit (agak keabuan). Apabila semakin luas dan besar warna putih


63

pada suatu mikro baja, maka semakin banyak ferit yang terbentuk berarti bahwa material tersebut semakin lunak dan ulet. Pada fasa perlit terdiri dari lapisan-lapisan halus yang bersifat kuat dan keras (Haryadi, 2005). Dengan pendinginan yang lambat saat proses normalizing maka karbon akan berdifusi lama sehingga terbentuk perlit kasar. Pada gambar 4.11 pada spesimen normalizing menunjukan struktur mikro awal dari spesimen baja yang terdiri dari ferit dan perlit. 4.4 Pengamatan Korosi secara Makro Dilihat dari pengamatan foto makro spesimen quenching normalizing pada Gambar 4.12 sampai 4.15, korosi pada spesimen semakin bertambah banyak dan bertambah buruk setiap bulannya. Begitu juga pada spesimen normalizing pada Gambar 4.16 sampai Gambar 4.19 dengan korosi yang semakin buruk setiap bulannya. Hal ini sesuai dengan teori yang mengatakan bahwa laju korosi dan waktu kontak saling berkaitan dimana semakin lama waktu logam berinteraksi dengan lingkungan korosif maka semakin tinggi kontak korosifnya. a. Spesimen quenching normalizing yang terkorosi pada bulan pertama disajikan pada Gambar 4.12. Korosi merata yang terjadi masih belum terlihat begitu mengumpul meliputi permukaan.

Gambar 4.12 Spesimen quenching normalizing terkorosi 1 bulan.


64

b. Spesimen quenching normalizing yang terkorosi pada bulan kedua disajikan pada Gambar 4.13. Korosi merata yang terjadi mulai terlihat mengumpul meliputi permukaan.

Gambar 4.13 Spesimen quenching normalizing terkorosi 2 bulan. c. Spesimen quenching normalizing yang terkorosi pada bulan ketiga disajikan pada Gambar 4.14. Korosi merata yang terjadi mulai terlihat mengumpul meliputi permukaan.

Gambar 4.14 Spesimen quenching normalizing terkorosi 3 bulan.


65

d. Spesimen quenching normalizing yang terkorosi pada bulan keempat disajikan pada Gambar 4.15. Korosi merata yang terjadi mulai terlihat mengumpul meliputi permukaan.

Gambar 4.15 Spesimen quenching normalizing terkorosi 4 bulan. e. Spesimen normalizing yang terkorosi pada bulan pertama disajikan pada Gambar 4.16. Korosi merata yang terjadi mulai terlihat mengumpul meliputi permukaan.

Gambar 4.16 Spesimen normalizing terkorosi 1 bulan.


66

f. Spesimen normalizing yang terkorosi pada bulan kedua disajikan pada Gambar 4.17. Korosi merata yang terjadi mulai terlihat mengumpul meliputi permukaan.

Gambar 4.17 Spesimen normalizing terkorosi 2 bulan. g. Spesimen normalizing yang terkorosi pada bulan ketiga disajikan pada Gambar 4.18. Korosi merata yang terjadi mulai terlihat mengumpul meliputi permukaan.

Gambar 4.18 Spesimen normalizing terkorosi 3 bulan.


67

h. Spesimen normalizing yang terkorosi pada bulan keempat disajikan pada Gambar 4.19. Korosi merata yang terjadi mulai terlihat mengumpul meliputi permukaan.

Gambar 4.19 Spesimen normalizing terkorosi 4 bulan. i. Spesimen quenching normalizing yang terkorosi di pantai setelah diuji tarik membentuk patahan yang ulet, hal tersebut dapat dilihat pada gambar 4.20

Gambar 4.20 Bentuk patahan spesimen quenching normalizing N17


68

j. Spesimen normalizing yang terkorosi di pantai setelah diuji tarik membentuk patahan yang ulet, hal tersebut dapat dilihat pada gambar 4.21.

Gambar 4.22 Bentuk patahan spesimen quenching P16


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Dari hasil penelitian, pengujian dan analisis yang telah dilakukan mengahasilkan data pengamatan dan dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perbandingan kekuatan tarik maksimal maksimum spesimen yang diberi perlakuan panas quenching normalising dengan spesimen yang diberi perlakuan panas normalising tidak menunjukkan perubahan yang signifikan. 2. Hasil perhitungan laju korosi spesimen quenching normalizing pada bulan pertama hingga bulan keempat mengalami kenaikan sebesar 106,47%, pada bulan pertama untuk spesimen quenching normalising nilai laju korosinya sebesar 99,10 mdd lalu naik pada bulan-bulan selanjutnya sebesar 132,85 mdd, 198,05 mdd dan pada bulan keempat 204,78 mdd, adapun hal yang sama nilai laju korosi pada spesimen normalising bulan pertama sebesar 105,41 mdd lalu naik menjadi 159,69 mdd, 196,37 dan pada bulan keempat sebesar 213,10 mdd. Laju korosi spesimen normalising juga mengalami kenaikan laju korosi sebesar 102,16%. 3. Dari pengamatan struktur mikro, bahwa spesimen quenching normalizing dengan media pendingin oli memiliki fasa ferit (putih), bainit (keabuabuan), perlit (hitam). Sedangkan struktur mikro pada spesimen normalizing memiliki fasa ferit (putih) dan perlit (hitam). 5.2 Saran Setelah melakukan proses penelitian dan pegambilan data penulis masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu agar penelitian-penelitian berikutnya mendapatkan hasil yang lebih baik, maka perlu diperhatikan halhal sebagai berikut: 1. Dalam penelitian diperlukan percobaan yang tidak sebentar, maka akan lebih baik jika dipersiapkan jumlah spesimen yang lebih untuk

69


mengantisipasi kekurangan spesimen dikemudian hari. Dikarenakan perlunya suatu trail and eror. 2. Dalam proses peletakan spesimen di lingkungan pantai sebaiknya dipersiapakan spesimen lebih sebagai cadangan untuk mengantisipasi kemungkinan cacat atau hilangnya spesimen saat diletakan di lingkungan pantai. 3. Selalu berusaha untuk mendokumentasikan segala kegiatan dan hasil dari penelitian agar tidak kehilangan sebuah momen atau data tertentu. 4. Alat-alat pendukung tugas akhir, khususnya mesin uji tarik agar segera dinaikkan kapsitasnya supaya dapat mendukung penelitian lebih lanjut dan tidak perlu menguji diluar universitas.


DAFTAR PUSTAKA Budi Utomo, Jenis Korosi Dan Penanggulangannya; KAPAL, Vol.6, No 2, 2009. Diater, G.E., 1992, Metalurgi Mekanik, Jilid 2, edisi ketiga, alih bahasa oleh Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta. Mersilia, Anggun., 2016,Pengaruh Heat Treatment Dengan Variasi Media Quenching Air Garam Dan Oli Terhadap Struktur Mikro Dan Nilai Kekerasan Baja Pegas Daun AISI 6135, Universitas Lampung, Lampung. Setyahandana, B., Materi Kuliah Bahan Teknik Manufaktur, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Smallman, R.E., 1991, Metalurgi Fisik Modern, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.. Sulistyo, A.B., 2007, Efek Lingkungan Pantai Dan Waktu Korosi Terhadap Laju Korosi Dan Karakteristik Baja, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Surdia, Tata.and Shinroku S., 1999, Pengetahuan Bahan Teknik, cetakan keempat, PT. Pradnya Paramita, Jakarta. Tretheway, KR. dan Chamberlain, J., 1991, Korosi untuk mahasiswa dan rekayasawan, edisi pertama, PT. Gramedia Utama, Jakarta. Zuchry, Muhammad., 2011, Pengaruh Karburasi Dengan Variasi Media Pendingin Terhadap Micro Structur Baja Karbon, Palu:Universitas Tadulako Palu. Van Vliet G.L.J. dan W.Both, Teknologi Untuk Bangunan Mesin (Bahan-Bahan) jilid 1, Erlangga, Jakarta, 1984. Amstead, B.H, Phillip F. Ostwald, Myron L. Begemen, dan Sriati Djaprie, Teknologi Mekanik, Jilid 1, Edisi Ketujuh, Erlangga, Jakarta, 1993 Vlack van H. Lawrence, dan Djaprie, Sriati Ilmu dan Teknologi Bahan (Ilmu Logam dan Bukan Logam ), Erlangga, Jakarta, 1995. Avner, S.H., Introduction to Physical Metalurgy, McGraw Hill, Tokyo, Japan http;//www.korosi.co.id http;//www.substech.com http;//www.corrosion doctor.org http;//www.infometrik.com http;//umum-pengertian.blogspot.com http;//an-tika.blogspot.com http;//www.bcscode.com 71


LAMPIRAN

72


Lampiran 1. Pengujian Komposisi


Lampiran 2. Grafik Uji Tarik Spesimen Quenching Normalising P(kg)

62,91 kg/mm²

P(kg)

63,05 kg/mm²

∆𝐿

∆𝐿

Gambar 1 Spesimen N1


P(kg))

73,63 kg/mm²

P(kg)

68,05 kg/mm²

∆𝐿

∆𝐿 Gambar 3 Spesimen N3



P(kg)

57,61kg/mm²

P(kg)

70,10 kg/mm²

∆𝐿

∆𝐿



P(kg) P(kg)

70,78kg/mm² 73,59 kg/mm²

∆𝐿 ∆𝐿 Gambar 7 Spesimen N7



P(kg)

P(kg)

58,82 kg/mm²

63,89 kg/mm²

∆𝐿


72,37 kg/mm² P(kg)

∆𝐿



P(kg)

71,74 kg/mm²

∆𝐿



P(kg)

63,08 kg/mm²

P(kg)

∆𝐿


72,50 kg/mm²


P(kg)

60,75 kg/mm²

P(kg)

85,77 kg/mm²

∆𝐿




P(kg)

65,51 kg/mm²

P(kg)

71,64 kg/mm²

∆𝐿 ∆𝐿 Gambar 17 Spesimen N17 Gambar 18 Spesimen N18

P(kg)

76,97 kg/mm²


P(kg)

57,25 kg/mm²



Lampiran 3. Grafik Uji Tarik Spesimen Normalising 85,37 kg/mm² P(kg)

73,06 kg/mm²

P (kg)

∆𝐿

∆𝐿

Gambar 21 Spesimen P1 P(kg)

Gambar 22 Spesimen P2

73,01 kg/mm² 62,99 kg/mm² P(kg)

∆𝐿 ∆𝐿



79


P(kg)

69,87 kg/mm²

74,05 kg/mm²

P(kg)

∆𝐿 ∆𝐿


P(kg)


P(kg)

50,21 kg/mm²

∆𝐿


97,71 kg/mm²

∆𝐿


PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 81 62,40 kg/mm²

74,62 kg/mm² P(kg)

P(kg)

∆𝐿

∆𝐿


P(kg)

70,16 kg/mm²

∆𝐿



P(kg)

73,25 kg/mm²

∆𝐿


PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 81 82

P(kg)

74,48 kg/mm²

P(kg) 65,51 kg/mm²

∆𝐿

∆𝐿


P(kg)

79,28 kg/mm²

∆𝐿



P(kg)

73,25 kg/mm²

∆𝐿


PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 81 83

72,66 kg/mm²

P(kg)

70,21 kg/mm²

P(kg)

∆𝐿

∆𝐿


P(kg)

69,30 kg/mm²

∆𝐿



PENGARUH LINGKUNGAN PANTAI TERHADAP LAJU KOROSI DAN SIFAT MEKANIK PADA BAJA KARBON SEDANG DENGAN PERLAKUAN PANAS QUENCHING DAN NORMALIZING TUGAS AKHIR

Recommend Documents