PENGARUH STEEP QUENCING TERHADAP STRUKTUR MIKRO PADA HASIL PENGELASAN BAJA API 5L X Gr B
TUGAS AKHIR Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S-1) Teknik Mesin
Disusun Oleh : NASRULLAH
06510125
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2008
i
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN LEMBAR PERSETUJUAN
PENGARUH STEEP QUENCHING TERHADAP STRUKTUR MICRO PADA HASIL PENGELASAN BAJA API 5L-X Gr B TUGAS AKHIR Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Mesin BIDANG PRODUKSI DISUSUN OLEH : Nama
: NASRULLAH
NIM
: 06510125
Telah diperiksa dan disetujui Pembimbing I
Pembimbing II
( Nur subeki, ST,MT.)
(Drs.M Jufri, ST, MT.) Mengetahui Ketua Jurusan Mesin
(Ir. Daryono, MT.)
ii
Lembar Asistensi Tugas Akhir ( Skripsi ) Nama : Nasrullah NIM : 06510125 Dosen Pembimbing I : Nur Subeki, S.T, MT Dosen pembimbing II : Drs. M. Jufri, S.T, MT Judul Tugas Akhir : Pengaruh Steep Quenching Terhadap Struktur Mikro Pada Hasil Pengelasan Baja API 5L X Gr B TANGGAL 10-8-2008
12-8-2008
20-9-2008
23-9-2008 10-10-2008 15-10-2008 17-10-2008 22-10-2008
CATATAN ASISTENSI Pembimbing I BAB I - Latar Didominasi Pada Sistim Pengelasan - Manfaat penelitin diperjelas BAB II - Dipahami Dulu Head treatment dan sifat-sifat bahan - Definisi Qunching diperjelas BAB III - Metode Penelitian - Diagram Alir Penelitian di tunjukan BAB IV - Pertimbangan Data - Perhitungan Mikro Ferit dan Perlit BAB V - Abstraksi dibetukan - Kesimpulan dan Saran dipertajam - Bisa Seminar
Pembimbing II
Telah Diperiksa Oleh : Pembimbing I
Pembimbing II
(Nur Subeki, S.T, MT)
(Drs. M. Jufri, S.T, MT)
iii
Pengaruh Steep Quenching Terhadap Struktur Mikro Pada Hasil Pengelasan Baja API 5L X Gr B Habibi. Nur Subeki, M. Jufri Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, UMM ABSTRAK Baja API 5L-X Gr B adalah pipa yang dibuat dan diproduksi berdasarkan standart API yaitu American Petroleum Institute yang mana pipa ini mempunyai kadar karbon 0,3 % (sumber; data jurnal Iscor Flat Steel) yaitu tergolong dalam baja karbon sedang. Dalam buku (Wiryosumarto,2000) disebutkan baja karbon sedang mempunyai tingkat weldability cukup baik dibanding dengan baja karbon tinggi. Ada beberapa faktor yang sangat mempengaruhi kekuatan logam antara lain kadar karbon yang dikandung logam tersebut, tingginya tempratur pemanasan (austenising temprature), waktu penahanan (homogenity austenit), dan kecepatan pendinginan (quenching). Tujuan diadakan penelitian ini adalah untuk meningkatkan kekuatan material baja API 5L-X52 dengan perlakuan steep quenching. Dari hasil penelitian diperoleh kesimpulan untuk heat treatment dengan suhu 700, 800, 900oC yang terdiri dari daerah base metal, HAZ dan Las bahwa untuk logam induk (base metal) dari baja API 5L-X Gr B Catatan Kaki : Baja API 5L-X Gr B, Heat Treatment, Steep Quenching
iv
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb. Segala puja dan puji syukur bagi Allah SWT dan semoga solawat serta salam tetap tercurah kepada Nabi Besar Muhammad SAW. Dengan Rahmat serta Ridho-Nya akhirnya penulisan skripsi yang berjudul “Peningkatan Kekuatan Materail Baja API 5L-X Gr B Dengan Perlakuan Steep Quenching”, dapat terselesaikan. Dalam proses penyelesaian skripsi ini, banyak pihak yang telah membantu, baik secara langsung atau secara tidak langsung, secara materi, moral, maupun spritual. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan rasa terima kasih dan hormat yang sebesar-besarnya kepada: 1. Kepada ke dua orangtua saya yang tiada henti memberikan do'a, nasihat, semangat dan semua pengorbanan jiwa raga demi terselesaikannya pendidikan ini. Semoga Allah SWT membalas amal ibadah Bapak Ibu dengan balasan yang lebih besar. 2. Bpk. Ir. Daryono, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin UMM. 3. Bpk. Ir. Mulyono, MT selaku Seketais Jurusan Teknik Mesin UMM.
v
4. Bpk. Nur Subeki, ST, MT selaku pembimbing satu yang telah meluangkan waktu, wacana, serta ketelitian dalam mengkoreksi sehingga penulis dapat meminiminalisir kesalahan yang ada. 5. Bpk. Drs. M. Jufri, ST, MT selaku pembimbing dua yang telah memberikan
perhatian,
pengarahan
serta
membantu
mempercepat
terselesaikannya skripsi ini. 6. Teman-teman yang telah membantu dalam kelancaran pembutan skripsi ini khusus nya mas Hadi yang hampir tiap hari membantu
di lab
Universitas Muhammadiyah Malang Penulis menyadari bahwa penyusunan karya ilmiah (skripsi) ini mungkin belum bisa dikatakan sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik, saran dan sumbangan pemikiran dari berbagai pihak yang bersifat membangun demi terciptanya karya ilmiah yang lebih baik. Semoga hasil karya penulisan ini dapat memberikan manfaat bagi kehidupan kita semuanya. Wassalamualaikum Wr. Wb.
Malang, 26 Oktober 2008 Penulis,
Nasrullah
vi
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL....................................................................................... .... i LEMBAR PERSETUJUAN TUGAS AKHIR ........................................... .....ii LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR ........................................................iii ABSTRAKSI ............................................................................................... ....iv KATA PENGANTAR................................................................................. ....vi DAFTAR ISI .................................................................................................. viii DAFTAR GAMBAR................................................................................... .....x DAFTAR TABEL ....................................................................................... ....xi BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ...................................................................................1 1.2. Rumusan Masalah ..............................................................................3 1.3. Batasan Masalah.................................................................................3 1.4. Metode Penelitian...............................................................................4 1.5. Tujuan Penelitian...............................................................................4 1.6. Manfaat Penulisan ..............................................................................4 1.7. Sistematika Penulisan .........................................................................5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Definsi Baja .......................................................................................6 2.2. Baja Karbon Dan Baja Paduan............................................................7 2.2.1. Definisi Baja Karbon ................................................................7 2.2.2. Klasifikasi Baja Karbon............................................................7 2.2.3. Definisi Baja Paduan ................................................................8 2.2.4. Klasifikasi Baja Paduan ............................................................9 2.3. Uji Mikrostrktur .................................................................................14 2.4. Definisi Pengelasan ............................................................................15
vii
2.4.1. Proses Dasar Pengelasan ..........................................................16 2.4.2. Jenis- Jenis Pengelasan .............................................................17 2.4.3. Pedoman Mengelas Sambungan Baja........................................25 2.5. Pengertian dan Dasar- dasar Las Busur Redam ...................................27 2.6. Struktur Mikro Las dan Daerah HAZ..................................................29 2.7. Perlakuan Panas .................................................................................31 2.7.1. Pengaruh Perlakuan Panas ........................................................33 2.8. Metode Quenching .............................................................................35 2.8.1. Definisi Quenching ...................................................................35 2.8.2. Kecepatan Pendinginan.............................................................37 2.8.3. Diagram TTT............................................................................38 2.8.4. Diagram Keseimbangan Fasa....................................................39
BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Jenis Penelitian...................................................................................43 3.2. Tempat dan Waktu Penelitian .............................................................43 3.3. Diagram Alir Penelitian......................................................................43 3.4. Persiapan Alat dan Bahan yang Digunakan.........................................45 3.5. Tahapan-tahapan Penelitian ................................................................46 3.6. Metode Pengambilan Data dan Penamaan Benda Uji..........................49 3.7. Metode Pengolahan Data....................................................................50 3.7.1. Metode One Way Anova ...........................................................50
BAB IV ANALISA DATA 4.1. Pengamatan Struktur Mikrro...............................................................52 4.1.1. Struktur Mikro Daerah Logam Induk (base metal) ....................54 4.1.2. Struktur Mikro Daerah HAZ (heat affected zone)......................56 4.1.3. Struktur Mikro Daerah Las .......................................................58 4.2. Pengolahan Data Struktur Mikro ........................................................58 4.2.1. Pengolahan Data Pada Daerah Logam Induk (base metal).........58 4.2.2. Pengolahan Data Pada Daerah HAZ (heat affected zone) ..........61
viii
4.2.3. Pengolahan Data Pada Daerah Las............................................64
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesipulan ...........................................................................................69 5.2. Saran ..................................................................................................70
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN POSTER
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Rangkaian Pengelasan Busur Nyala dan Pengelasan Busur Nyala Terlindung.........................................................................................18 Gambar 2.2. Mesin Las Busur Rendam.................................................................20 Gambar 2.3. Skema Pengelasan Busur Rendam....................................................28 Gambar 2.4. Tripical Submerged Arc Welding Head For Fully Automatic Welding……………………….……………………………………29 Gambar 2.6. Strutur Makro Hasil Pengelasan.....................................................31 Gambar 2.7. Perbedaan laju Pendinginan Annealing, Normalising & Quenching 8 Gambar 2.8. Siklus Perlakuan Panas ..................................................................33 Gambar 2.9.Hubungan Kekerasan Maksimum dan Kadar Karbon Dalam Baja Karbon ..........................................................................................35 Gambar 2.9. Pengaruh Tempratur Media Pendingin Terhadap Waktu Quench ...37 Gambar 2.10. Diagram CCT Untuk Baja Karbon Medium (0.30%)....................38 Gambar 2.11. Diagram TTT (Time Temprature Transformation) .......................39 Gambar 2.12. Diagram Keseimbangan Fe – Fe3C...............................................40 Gambar 2.8. Strutur Makro Hasil Pengelasan.....................................................31 Gambar 3.1. Spesiment Uji ................................................................................47 Gambar 4.1. Foto Mikro Daerah Logam Induk (base metal) ..............................53 Gambar 4.2. Foto Mikro Daerah HAZ (heat affected zone) ................................55 Gambar 4.3. Foto Mikro Daerah Las..................................................................57
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Komposisi Kimia Spesifikasi Baja API 5L ........................................6 Tabel 3.1. Rekaman Data Pengujian...................................................................49 Tabel 4.1. Prosentase Struktur Mikro Daerah Logam Induk (base metal) ...........54 Tabel 4.2. Prosentase Struktur Mikro Daerah HAZ (heat affected zone).............56 Tabel 4.3. Prosentase Struktur Mikro Daerah Las...............................................58 Tabel 4.4. Hasil PengolahanData Pada Daerah Logam Induk, HAZ & Las.........66
xi
Daftar Pustaka
Prof dr Ir Harsono Wiryosumarto dan Pengelasan Logam
Prof dr Toshie Okumura,Teknologi
G. L. J Van Vliet dan W. Both, Teknologi Untuk Bangunan Mesin Bahanbahan I, Cetakan Pertama, Erlangga 1984 Charles G Salmon, John E Johnson, Ir Wira M.S.C.E, Struktur Baja Disain dan Perilaku jilid 1 edisi kedua Hery Sonawan dan Rochim Suratman, Pengelasan Logam, CV. Alfabeta 2004, Bandung Ir. Tata Surdia, M.S. Met. E dan Prof. Dr. Shinroku Saito, Pengetahuan bahan teknik, Cetakan ke3 PT. Pradnya Paramita 1995, Jakarta Nur Subeki, pengaruh kuat arus terhadap struktur mikro dan ketangguhan sambungan las busur terendam (submerged arc welding) pada pengelasan pipa spiral baja 5L X-52, thesis UGM, jogjakarta Prof. DR. Ir. Harsono Wiryosumarto dan Prof. DR. Toshie Okumura, Teknologi Pengelasan Logam, Cetakan keempat, PT . Pradnya Paramita 1988, Jakarta Santoso, S dan Tjiptono, F, Riset Pemesaran Konsep dan Aplikasi dengan SPSS, PT Elex Media Komputindo Kelompok Gramedia 2002, Jakarta Lawrence H. Van Vlack, Ilmu dan Teknologi Bahan, edisi kelima, Erlangga 1985
68
