.STEMAN 2014
ISBN: 978-979-17047-5-5
PROSIDING Seminar Nasional Teknologi Manufaktur 2014 (STEMAN 2014)
·.~ ~.I
Tema: Teknologi Manufaktur Sebagai Pendorong Produk Industri Nasional
Bandung, 19-20 Agustus 2014 RINEKAMAYA Politeknik Manufaktur Negeri Bandung Jl. Kanayakan No. 21 Dago Bandung - 40135
1 I
, ;~
,
~
~
I
\
I,
!
Penyelenggara:
POLITEKNIK MANUFAKTUR NEGERI BANDUNG Jln. Kanayakan 21, Dago-Bandung 40135 Homepage . http://www.polman-bandung.ac.id Telepon : (022) 250 0241, Fax: (022) 2502649 E-mail:
[email protected]
STEMAN 2014
ISBN: 978-979-17047-5-5
Seminar Nasional Teknologi Manufaktur 2014 (STEMAN 2014) Tema: Teknologi Manufaktur Sebagai Pendorong Produk Industri Nasional Bandung, 19-20 Agustus 2014, Politeknik Manufaktur Negeri Bandung RINEKAMAYA
Editor: Siti Aminah, S.T., M.T. Nuryanti, S.T., M.Sc. Dewi Idamayanti, S.Sc., M.T.
Desain Sampul: Pramudiya Tri Hartadi
Hak Cipta (C) pada Penulis. Hak Publikasi pada Politeknik Manufaktur Negeri Bandung disebarkan secara bebas untuk tujuan bukan komersial, Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi buku ini Pemegang Hak Publikasi prosiding ini tidak bertanggung prosiding ini.
(pOLMAN Bandung). Artikel pada prosiding ini dapat digunakan dan dengan syarat tidak menghapus atau mengubah atribut penulis. dalam bentuk apapun tanpa izin tertulis dari Penerbit dan Penulis. jawab atas tulisan dan opini yang dinyatakan oleh penulis dalam
STEMAN 2014
ISBN 978-979-17047-5-5
KAT A PENGANT AR Prosiding ini berisi makalah-makalah yang dipresentasikan pad a STEMAN2014, yaitu seminar dalam rangka memperingati Dies Natalis ke-37 Politeknik Manufaktur Negeri Bandung (pOLMAN Bandung) dalam bidang Rekayasa dan Teknologi Manufaktur di Indonesia. STEMAN2014 memilih tema Teknologi Manufaktur Sebagai Produk Industri Nasional. Tujuan utama dari seminar ini adalah: 1. Meningkatkan kontribusi akademisi dan profesional dalam pengembangan rekayasa dan teknologi manufaktur. 2. Sebagai media diskusi dan pertukaran informasi dalam kegiatan penelitian dan pengembangan di bidang rekayasa dan teknologi manufaktur. 3. Membangun komunikasi dan jaringan antara perguruan tinggi, industri, lembaga penelitian dan pihak lainnya yang terkait. Topik-topik yang dibahas di dalam seminar dan prosiding ini 1. Rekayasa dan Teknologi Manufaktur untuk Pertanian, Otomotif, Elektronika, Lingkungan, Mitigasi Bencana, Terbarukan, Industri Kecil, dll. 2. Perancangan dan Pengembangan Produk Manufaktur 3. Teknologi Material & Metalurgi 4. Proses dan Teknologi Manufaktur 5. Mesin dan Peralatan Industri Manufaktur 6. Sistem Manufaktur 7. Sistem Kendali dan Mekatronika Industri Manufaktur 8. Sosio-Manufaktur 9. Topik-topik lainnya yang terkait dengan rekayasa dan
meliputi: Pertambangan, Energi Alternatif
dan
teknologi manufaktur
Seminar ini merupakan sarana diskusi ilmiah, komunikasi dan pertukaran informasi bagi para akademisi, peneliti, praktisi industri, pemerintah dan stakeholder lainnya dalam pengembangan rekayasa dan teknologi manufaktur. Panitia STEMAN 2014 menerima Extended Abstract sebanyak 75 hasil penelitian dari mahasiswa dan dosen Politeknik Manufaktur Negeri Bandung, Universitas Gajah Mada, Universitas Jenderal Achmad Yani, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, Universitas Syiah Kuala Aceh, Universitas Trunojoyo Madura, Politeknik Merlimau dan Kolej Komuniti Jasin, Malaysia, dan UPT. Balai Pengolahan Mineral Lampung-LiPI. Setelah melalui seleksi dan evaluasi oleh tim reviewer dan dewan editor, panitia memutuskan sebanyak 70 makalah dapat diterima untuk dipresentasikan dalam STEMAN2014. Hasil dari seminar nasional ini diharapkan dapat memberikan kontribusi pemikiran untuk mendukung terbentuknya industri manufaktur nasional yang unggul dan meningkatnya daya saing bangsa.
STEMAN 2014
ISBN 978-979-17047-5-5
SUSUNAN PANITIA STEMAN 2014 Komite Program : Ketua Anggota
Direktur POLMAN Para Wadir POLMAN
Tim Pengarah :
, I 1'1
Prof. Dr. Ir. Isa Setiasyah Toha, M.Sc. (Direktur POLMAN Bandung) Prof. Dr. Ir. Yatna Yuwana M. (Dekan FTMD - ITB) Prof. Dr. Ir. Tresna Priyana Soemardi, SE., M.S. (Universitas Indonesia) Dr. Zainal Arief, S.T., M.T. (Direktur PENS Surabaya) Tim Penelaah : Prof. Dr. Ir. Isa Setiasyah Toha, M.Sc. (pOLMAN Bandung/ITB) Prof. Dr. Ir. Yatna Yuwana M. (FTMD ITB) Engr. Dr. Md Saidin Wahab (UTHM - Malaysia) Ir. Dadet Pramadihanto, M.Eng., Ph.D. (PENS - Surabaya) Dr. Ismet P. Ilyas, BSMET, M.Eng.Sc. (pOLMAN Bandung) Dr. Carolus Bintoro, MT. (Politeknik Negeri Bandung) Dr. Ing. Yuliadi Erdani, M.Sc. (pOLMAN Bandung) Dr. Beny Bandanadjaya, ST., MT. (pOLMAN Bandung) Dr. Noval Lilansa, MT. (pOLMAN Bandung) Dr. Amang Sudarsono (PENS - Surabaya) Dr. Ali Ridho (PENS - Surabaya) Dr. Dipl. Ing. Ahmad Taqwa, MT. (POLSRI-Palembang) Pelaksana: Ketua Anggota
Alamat Sekretariat
Emma Dwi Ariyani, S.Psi., M.Si. Adies Rahman Hakim, ST., MT. Agus Surjana Saefudin, ST., MT. Dewi Idamayanti, ST., MT. Nuryanti, S.T, M.Sc. Reza Yadi Hidayat, ST., MT. Rom Kusnowo, ST., MT. Supriyadi Sadikin, S.IP., M.Si. Siti Aminah, ST., MT. Wiwik Purwadi, ST., MT. Yoyok Setiyo Pamuji, ST. Kiki Sri Nur Endah, ST. Ratih Suhartini, S.Pd. Yati Yulia, S.AP Elis Siti Munawaroh, S.AP Idan Sukmara Pramudiya Tri Hartadi Engkos Koswara :
Politeknik Manufaktur Negeri Bandung Sdri. Ratih Suhartini Jl. Kanayakan No. 21 Dago Bandung - 40135 Tel. 022 - 2500241 ; Fax. 022 - 250 2649 Email:
[email protected] Homepage: steman. polman-bandung.ac. id
11
STEMAN 2014
ISBN 978-979-17047-5-5
DAFTAR ISI Kata Pengantar
.
Susunan Panitia
ii
Daftar Isi.....................................................................................
iv
Keynote Speaker Universitas Indonesia Prof. Dr. Ir. Tresna Priyana Soemardi, SE., M.S. Oirjen Kerjasama Industri Internasional Ir. Agus Tjahajana, SE., M.Sc.
Kementerian
Perindustrian
Chief Operation Officer PT Astra Otoparts-Winteq Oirektur - PT Federal Izumi Mfg. Reiza Treistanto Abstrak Makalah Peserta
BIDANG KAJIAN : REKAYASA DAN TEKNOLOGI MANUFAKTUR PERTAMBANGAN, OTOMOTIF, ELEKTRONIKA, DLL
UNTUK PERTANIAN,
Aplikasi Metode Perancangan Pahl-Beitz pada Perancangan Lini Produksi Iman Apriana .. ... .. ... ..... .. .. ..... .........
2
Design for Sustainability (DFS) and Design for Environment Automotive industry SKH Muhammad Bin SKH Abd Rahim.
8
(OfE) Practices in
Pembuatan dan Pengujian Model Pahat Insert dari Baja 34CrNiMo6 Melalui Proses Pack Carburizing Umen Rumendi ,..... 15 Pengaruh Temperatur dan Dwell Time Degassing terhadap Porositas Gas pada Aluminium JIS AC4C dengan Metode Gravity Casting Balqis Mentari Efendi.
21
The Optimization Of Power Conversion From Wind Energy Norhana Binti Safee.
27
Modifikasi Vessel Nissan CWB45-ALDN45 untuk Peningkatan Kapasitas Angkut Unit Truck Herman Budi Harja. 32
IV
STEMAN 2014
ISBN 978-979-17047-5-5
Kajian Pengaruh Jenis Pasir, Temperatur Tuatig, dan Jumlah Deoksidasi Alumunium terhadap Porositas Gas dalam Proses Gravity Sand Casting pada Nozzle Cup Material 13 Ade Rachman. 38
Pengembangan Sistem Pengenda/i Suhu pada Heater Reaktor Auger untuk Proses Pirolisis Cepat Cangkang Sawit Izarul Machdar
Perencanaan kebencanaan
strategis
persediaan
peralatan
kebencanaan
berdasarkan
siklus
54
Muhammad Dirhamsyah.......
Perancangan Ulang Tool Holder Menggunakan Metode DFMA
Untuk Alur Dovetail
Pada Ragum Polman
125
Somantri......................................................................................
Perbaikan Bandung
Rancang-Bangun
Kopling-Dog
Pengendali
57
Roda Traktor-Tangan
Polman
Haris Sayoko, Isa Setiasyah Toha
63
Perancangan Coren-Baja Menggunakan Bantuan Perangkat Solidcast 8.2.5 Studi Kasus pada Produk Link Track
Lunak Simulasi
Coran
Beny Bandanadjaja
71
BIDANG KAJIAN : PERANCANGAN
DAN PENGEMBANGAN
Implementasi Surfaces 3D Scanner Menggunakan untuk Reverse Engineering Obyek Sederhana
PRODUK MANUFAKTUR
Metode
Triangulation
dan Tesselation
Bolo Dwiartomo. Analisis Simulasi Reinforced Pendekatan Pipa Multilayer
78 Thermoplastic Menggunakan
Pipe Dengan Metoda Elemen Perangkat Lunak Rekayasa
Hingga Melalui
Asep Indra Komara. . ... .... .. .. .... . .. . . . . . . . . . . .. .... . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . .
Optimasi Bentuk Pisau Penghancur Limbah Tempurung Bertakik untuk Mendapatkan Berat Optimum
Kelapa Berbentuk
86
Piringan
92
Aji Gumilar
Perancangan dan Pembuatan Keadaan Darurat Air
48
Prototipe
Mesin Pengolah
Yuliar Yasin Erlangga.....................................
v
Air Bersih Sistem Mobile
..
untuk
98
STEMAN 2014
ISBN 978-979-17047-5-5
Perancangan Konstruksi Portable Bridge dan Alat Bantunya untuk Mobil Perkebunan (Wintor) dengan Mekanisme Lipat Adies Rahman Hakim "......... 105
BIDANG KAJIAN : TEKNOLOGI MATERIAL METALURGI Perbaikan Ketangguhan Meterial Baja Cor Paduan NI-CR-MO Melalui Proses Tempering Ganda Beny Bandanadjaja. 112 Simulasi Proses Perlakuan Panas Permukaan untuk Mendapatkan Waktu Pemanasan yang Sesuai Oyok Yudianto. . . . . . . . .. . . .. . . . .. 116
Pengaruh Laju Pendinginan dan Bahan Paduan terhadap Pembentukan Ketahanan Aus Besi Cor EN-JN2019 Kus Hanaldi.
Karbida M)C dan 121
Kajian Faktor-Faktor yang Memberi Kesan Proses EDM terhadap AISI H13 Mohamad Shahril Bin Ibrahim.............................................................
126
A Study On Types Pineapple Leaf Fibers (PALF) Reinforced Poiviactuie Nurul Hayati Binti Jamil...................................................................
131
(PLA)
Analisis Struktur Mikro dan Kekerasan Permukaan Baja ST 37 Carburized melalui Proses Dekarburasi Oleh Air Muhammad Hilmi Wahhab............................................... 137 Riserless Castfng of FCD 500 in Green Sand Mold Wiwik Purwadi...............................................................................
Analisis Kakisan Air pada Logam dalam Sistem Aliran Dandang Noor Azlan Bin Ngasman . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . ..
145
.
. .. .
152
Kajian Prestasi Mata Alat Karbida Bersalut Semasa Melarik Keluli AISI H13 Menggunakan Bendalir Pemotong . Azlan Shah Bin Kamaruddin 158
Analisa Uji Keausan Material ST 37 Hasil Carburizing dan Hardening dengan Menggunakan Mesin Uji Keausan Horizontal Tri Sugeri Gumi lar Permana..... . ..... . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . .. . . . . . . . ... .. . . . . . . ... . . . . . ..
163
Analisa Perbandingan Kekerasan, Distribusi Kekerasan dan Struktur Mikro Material ST 37 pad a Proses Karburasi dengan Metoda Single Quenching dan Direct Quenching Gerri Rinaldi................................ . .... ... . .. . . . . . . . . .. . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . .. . . 169 VI
STEMAN 2014
ISBN 978-979-17047-5-5
PENGARUH LAJU PENDINGINAN DAN BAHAN PADUAN TERHADAP PEMBENTUKAN KARBIDA M3C DAN KETAHANAN AUS BESI COR EN-JN2019 Kus Hanaldi Jurusan Teknik Pengecoran Logam Politeknik Manufaktur Negeri Bandung JI. Kanayakan No. 21 - Dago, Bandung - 40135 Phone/Fax: 022. 250 0241 /250 2649 Email:
[email protected]
Abstrak Besi Cor merupakan salah satujenis logam besi(fcrrous metal) yang memiliki paduan utama Karbon, Silikon dan Mangan. Pengernbangan dari material besi cor ini diantaranya adalah White Cast frons atau Abrasion- resistant Cast Iron. Salah satu dari material besi cor ini adalah EN-JN20 19.Pada material ini, unsur yang terkandung selain Karbon, Silikon dan Mangan, juga ditambahkan unsur Chromium. Penclitian ini perlu dilakukan untuk mengetahui pad a kandungan Chromium, Silikon dan tebal benda berapa akan menghasilkan kekerasan dan ketahanan aus yang maksimal. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui korelasi antara unsur Chromium, Silikon dan laju pendinginan terhadap pembentukan struktur mikro, nilai kekerasan, nilai impact dan ketahanan aus pada besi cor EN-JN20 19. Analisa pengaruh laju pcndinginan, kandungan Chromium dan Silikon terhadap pembentukan karbida M3C dan ketahanan aus pada material Besi Cor EN-JN20 19 telah dilakukan, dengan menggunakan metode Factorial Design pada dua variasi kctebalan sampel (5mm dan 30mm), dua variasi kandungan Chromium (1% dan 2%) dan dua variasi kandungan Silikon (I % dan 1,5%). Dernikian pula tclah dilakukan kajian terhadap kekerasan, struktur mikro dan uji impact. Dari hasil pengujian didapatkan bahwa perbedaan ketebalan benda, yang menggambarkan perbedaan laju pendinginan, merupakan main effect terhadap pembentukan struktur mikro karbida M3C yang akan berpengaruh terhadap nilai kckerasan dan ketahanan aus. Pengaruh variasi Chromium dan Silikon akan saling berlawanan terhadap pembentukan struktur mikro karbida M3C dan ketahanan aus. Dari hasil penelitian memperlihatkan, dengan mcningkatnya kandungan Chromium akan meningkatkan fraksi karbida M3C sehingga akan meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus, sedangkan dengan peningkatan kandungan Silikon akan menekan pembentukan karbida M.lC dan akan meningkatkan pembentukan struktur mikro perlit yang berakibat pada turunnya kekerasan dan kctahanan aus. Dari hasil pengujian impact didapatkan bahwa pada semua variasi laju pendinginan, Chromium dan Silikon tidak memiliki pengaruh terhadap harga impact.
Kala kunci: Besi Cor EN-JN20J9, Silikon, ketahanan ails.
1. Pendahuluan
karbida 1113C,laju pendinginan,
kandungan
Chromium
dan
Penelitian 1111 bertujuan untuk mengetahui korelasi antara un sur Chromium, Silikon dan laju pendinginan serta akibatnya terhadap nilai kekerasan, pembentukan struktur mikro dan ketahanan aus pada material EN-JN2019. Dari hasil penclitian ini, dapat digunakan dalam peraneangan material benda cor, sehingga dapat digunakan saat pencntuan komposisi kimia berdasarkan laju pendinginan (tebal benda) untuk mendapatkan nilai kekerasan, ketahanan aus dan struktur mikro yang diinginkan.
(Bold, 12 TNR)
Pada material EN-JN20 19, unsur yang terkandung selain Karbon, Silikon dan Mangan juga ditambahkan un sur Chromium, dimana semua unsur tersebut berpengaruh terhadap sifat mekanik dan pembentukan struktur mikro. Selain pengaruh unsur paduan, ketebalan benda yang merupakan gambaran dari laju pendinginan juga berpengaruh terhadap sifat mekanik dan pembentukan struktur mikro[ I]. Factorial design study digunakan pada penelitian ini untuk menganalisa secara bersamaan interaksi antara unsur paduan dan ketebalan benda terhadap sifat mekanik dan struktur mikro[2].
2. Tinjauan
Pustaka
Terdapat berbagai jenis besi cor tahan abrasi, salah satunya adalah unalloyed or low alloy
121
ISBN 978-979-17047-5-5
STEMAN 2014
abrasion resistant cast iron yang berdasarkan standar European Standard / Europdische Norm EN 12513 material number ENJN2019[3]. Material Ill! mcmiliki standar komposisi kimia dan kekerasan seperti yang tercantum pada tabel I berikut ini:
menyulitkan proses permesinan. Chromium 1% ditambahkan pada besi cor dengan tujuan : khusus agar memiliki ketahanan gesek yang baik[ 1]. Chromium merupakan unsur pembentuk karbida yang kuat dan dapat menyetabilkan karbida. Secara kimia dapat dijelaskan bahwa energi pembentukan karbida akan meningkat dengan peningkatan unsur Chromium[ 5].
Tabel 1. Komposisi kimia dan nilai kekerasan material EN-JN20 19 Komposisi kimia dalarn % C
Si
Mn
Cr
2,43,9
0,41,5
0,2 1,0
Max 2,0
'
Vickers Hardness (HV) min.
Mangan Mangan dibutuhkan untuk menetralisir pengaruh ) Sulfur pad a besi cor. Tanpa kandungan mangan, Sulfur akan berikatan dengan besi membentuk besi sulfida (FeS) pada bat as butiran selama proses pembekuan yang akan mengakibatkan kekuatan dari besi cor terscbut akan turun. Dengan penambahan Mangan maka Sulfur akan berikatan dengan mangan membentuk mangan suifida (MnS). . Selain itu Mangan juga berfungsi untuk mendorong terbentuknya Periit ' dan meningkatkan kekuatan dan kekcrasan[ 1].
350
2.1 Bahan Paduan Pengaruh unsur paduan harus menjadi pcrtimbangan saat akan mencntukan komposisi kimia dari benda cor. Berikut ini adalah pcngaruh dari unsur-unsur paduan tersebut: Karbon (C) Pengaruh Karbon harus dipertimbangkan bersamaan dengan Silikon dan Phospor, karena ketiga unsur ini akan menentukan nilai carbon equivalent (Carbon Equivalent Value disingkat CEV). CEV akan berakibat pada kekuatan dan kekerasan dari benda cor[ 4]
2.2. Struktur Matriks Perlit Perlit merupakan fasa gabungan antara Ferit dan Fe3C. Dibawah mikroskop, Perlit dapat terlihat berupa kumpulan barisan lapisan Ferit dan lapisan Fe3C secara bergantian. Struktur serpih yang bergantian an tara Iapisan Ferit (lunak) dan lapisan Fe3C (keras) menjadikan Perlit sebagai struktur matriks yang sangat kuat dan tangguh[ 1].
Pada besi cor putih, kandungan karbon pada rentang 3,2 -3,6% digunakan apabila besi cor lebih diinginkan besi cor ketahanan abrasi. Sedangkan bila kandungan karbon pada range 2,7- 3,2 % bila lebih diinginkan besi cor memiliki mampu impact yang baik[4]. Silikon Silikon adalah unsur yang mcndorong terbentuknya grafit pada besi cor. Dengan kandungan Silikon diatas 1,6% akan cenderung mernbentuk grafit, apabila kurang akan cenderung membentuk besi cor putih[4]. Selain itu pada besi cor putih, dengan adanya kandungan Silikon akan meningkatkan keenceran dari cairan logam, untuk menghasilkan terak cair, dan berpengaruh terhadap kekerasan besi cor hasil pengecoran. Hal yang periu dicatat adalah semakin tinggi kandungan silikon akan mendorong terbentuknya Perlit( 4].
Kekerasan, kekuatan, kemampuan permesinan dan ketahanan aus dari Perlit tergantung dari kehalusan lapisan ini. Periit yang halus dapat mencapai kekerasan lebih dari 300 HB, dan tidak dapat dilihat dibawah mikroskop yang biasa[ 1]. Kandungan Karbon pada Perlit untuk baja tanpa paduan kira-kira mencapai 0,8%, tetapi pada besi cor kandungan Karbon pada Perlit bervariasi tergantung dari komposisi kimia dan laju pendinginan[ 1]. Karbida Karbida pad a besi cor putih dapat Iangsung diidentifikasi dengan adanya karbida primer padat, struktur ini dapat terbentuk disebabkan laju pendinginan yang cepat dan juga karena adanya unsur penstabil karbida. Yang dimaksud dengan karbida padat adalah butiran karbida yang relativ tebal dan memiliki rasio yang
Chromium Penambahan sejumlah kecil dari Chromium akan menekan pcmbentukan Ferit bebas sehingga akan meningkatkan kekerasan. Penambahan Chromium yang tinggi akan mengakibatkan pembckuan putih dan 122
STEM AN 2014
ISBN 978-979-17047-5-5
rendah antara perbandingan panjang dan lebamya, sehingga berbeda dengan serpihan karbida yang terdapat pada Perlit yang tipis dan panjang. Istilah karbida primer diartikan sebagai karbida yang terbentuk selama proses pembekuan langsung dari besi cair dan bukan didapat dari proses perlakuan panas [4].
kandungan Karbon dibuat tetap 3,4%, begitu pula kandungan Mangan dibuat tetap 0,8%. Sampel benda dibuat dalam bentuk balok dengan ukuran panjang dan lebar dibuat tetap sebesar 60 mm dan 30 mm Setelah menetapkan ukuran sampel, langkah selanjutnya menentukan pasangan data, kode pasangan data dan kode sampel yang akan digunakan dalarn Factorial Design.
2.3 Laju Pendinginan Laju pendinginan sangat berpengaruh terhadap struktur mikro pada besi cor. Pembekuan putih akan terbentuk apabila terdapat komposisi kimia yang tepat dan laju pendiginan yang cepat. Yang dimaksud dengan komposisi kimia yang tepat adalah terdapatnya unsur yang dapat menyetabilkan karbida atau jumlah unsur pendorong terbentuknya grafit kurang (tidak mencukupi). Semakin lambat lajupertumbuhan maka pembekuan kelabu yang akan dominan terjadi, sebaliknya semakin cepat laju pertumbuhan maka pembekuan putih lebih dominan terjadi, Laju pendinginan yang cepat akan menyebabkan besi cor tersebut tidak memiliki waktu cukup untuk membentuk grafit[4].
a e Tbl2Kdd
0
e an Pasangan d ata kode
-
+
%Chrom
Cr
1
2
%Silikon
Si
1
1,5
Ketebalan (mm)
t
5
30
Variabel
Tabel 3. Variasi Chromium, Silikon dan tebal benda Ketebalan Benda
% Chrom
%Silikon
(Cr)
(Si)
(t)
1
1
1
5
2
2
1
5
3
1
1,5
5
4
2
1,5
5
5
1
1
30
6
2
1
30
7
1
1,5
30
8
2
1,5
30
(mm)
No
t";
2.4 Pengujian Keausan Keausan dapat didefinisikan sebagai hilangnya material dari suatu permukaan yang disebabkan penguraian secara mekanik karena adanya gerakan relativ yang terjadi di permukaan antara suatu benda dengan bendalmateriallainnya[ I]. Pada penelitian ini, pengujian keausan dilakukan dengan metode perbandingan pada beberapa sampel/benda kerja yang memiliki kekerasan yang berbeda. Sampel/benda kerja 'tersebut kemudian digesekkan (pada kecepatan dan beban penekanan yang sarna) dengan benda lain yang memiliki kekerasan lebih rendah dibandingkan sampellbenda kerja. Perbandingan kemudian dilakukan terhadap pengurangan berat dari sampel/benda kerja sebelum dan sesudah pengujian. Sampellbenda kerja yang lebih sedikit pengurangan beratnya dan lebih banyak mengurangi berat dari benda penggeseknya dinyatakan sebagai material yang memiliki ketahanan aus yang lebih baik dibandingkan material yang mengalami kondisi sebaliknya.
a e Tbl4Kd
3. Metodologi Pada penelitian ini yang akan dijadikan obyek penelitian adalah sampel dengan ketebalan 5 mm, 15mm dan 30 mm. Ketebalan 15mm dibuat khusus untuk pengujian impact. Komposisi paduan yang akan diteliti adalah kandungan Chromium ditetapkan 1% dan 2%, Silikon ditetapkan 1% dan 1,5%. Untuk
o e pasangan data dan ko de sampe
No. Variasi Pengecoran
Cr
Si
t
1
-
2
+
-
3
-
+
4
+
+
-
1
-
-
+
Clt30
2
+
-
+
Ot30
3
-
+
+
C3t30
4
+
+
+
C4t30
Kode sampel CIt5 C2t5 C3t5 C4t5
Setelah menetapkan kode pasangan data dan kode sampel, kemudian dilakukan proses pengecoran logam. Sampel yang didapat dari hasil pengecoran logam kemudian dilakukan pengujian komposisi kimia (metode OES),
123
STEMAN
ISBN 978-979-17047-5-5
2014
pengujian keausan.
kekerasan,
disebabkan
karena benda tipis memiliki laju pendinginan yang lebih cepat, sehingga lebih cenderung terjadinya pembentukan karbida besi yang jauh lebih banyak dibandingkan benda yang lebih teba!. Laju pendinginan yang cepat akan menghambat pembentukan grafit. Dengan pembentukan grafit yang sedikit, karbida akan terbentuk lebih banyak.
struktur mikro, impact dan
4. Hasil Dan Pembahasan Hasil pengujian komposisi hasil sebagai berikut:
kimia
didapatkan
. Iras:'1 pengecor: an T a b e 15 K omposisi.. kiuma Kornposisi kimia hasil Variasi pcngccoran
Car kc I Cor ke 2 Cor ke 3 Cor kc 4
cnzccoran (%) Si Mn 0,95 0,79 1,47 0,78 3,45 , 1,52 0,77 3,42 1,03 0,75 C 3,47 3,41
Cr 0,93 0,94 1,92 1,91
Untuk hasil pengujian struktur pada garnbar 2 berikut ini:
mikro disajikan
Dari hasil pegujian kornposisi kimia, dapat dilihat bahwa komposisi kimia yang didapat dari proses pengecoran telah memenuhi target yang ditetapkan. Hasil pengujian kekerasan disajikan pada tabel 6 dibawah ini: T a b e16 HaSI'1 penguuan Kode Sampel
Rata-rata(HV)
Clt5 Clt30 C2t5 C2t30 C3t5 C3t30 C4t5 C4t30
> ~ 400 c
111 iii
~ Qj
.!lo:
519,8 442,6 ------403,7 322,2 536,8 454,7 569,8 492,5
r .:.-
600 I _ 500 f_
200
Qj
~ 100
a
I
1 I
J..
30
Gambar 1. Grafik hubungan tebal benda
%Cr 0,94
%Si 1,52
(mm)
kekerasan
C4t30
%Cr 1,92
%Si 1,03
%Cr 1,91
struktur mikro dapat unsur grafit akan unsur grafit akan
Selanjutnya dilakukan uji impact. Pengujian impact dilakukan dengan menggunakan mesin uji impact tipe pendulum, pada ternperatur karnar (± 28°C). Benda uji yang digunakan adalah tipe tanpa takikan (unnotched) berukuran penampang 10 mm x 10 mm dan panjang 55 mm rnengacu standar ASTM A327 dan E23. Metoda pengujian adalah metoda Charpy.
----
Tebal
%Si 1,47
Dari hasil pengujian struktur mikro diketahui bahwa dengan bertarnbahnya Silikon, akan berakibat pada pembentukan yang lebih banyak dan lebih besar serta meningkatkan fraksi perlit. Disisi lain dengan bertarnbahnya Chromium, akan menekan pembentukan dan fraksi perlit, sedangkan fraksi karbida semakin bertarnbah.
I
5
%Cr 0,93
Gambar 2. Hasil pengujian
----------
!--
C3t30
C2t30 %Si 0,95
---
ro--
I
300
ke kera san
Data hasil uji impact berikut ini:
dan
Dari gambar I dapat dianalisa, benda dengan tebal 5 mm selalu memiliki nilai kekerasan yang lebih tinggi dibandingkan benda dengan tebal 30 mrn (pada kornposisi kimia yang sama). Hal ini
Variasi pengecoran
disajikan
T a b e17 Has!'1UJ! Impact Rata-rata energi yang diserap (Joule) Tebal15mm
124
pada tabel
I
Tebal30mm
7
ISBN 978-979-17047-5-5
STEMAN 2014
Cor ke 1
3,2
4,3
Cor ke 2
4,3
4,3
Cor ke 3
3,2
4,3
Cor ke 4
4,3
4,3
mengakibatkan sulitnya pembentukan grafit yang berakibat pula pada rendahnya fraksi perlit sedangkan pada kondisi ini fraksi karbida akan meningkat yang disertai pula dengan naiknya nilai kekerasan. . Unsur Chromium dan Silikon memiliki efek yang saling bertolak belakang terhadap nilai kekerasan. Chromium semakin tinggi akan meningkatkan fraksi karbida sehingga akan meningkatkan kekerasan, sedangkan Silikon memiliki efek yang berlawanan terhadap nilai kekerasan. Material ini memiliki nilai impact yang rendah untuk berapa pun kandungan Chromium, Silokon dan laju pendinginan. Hal ini disebabkan karena bentuk karbida yang kontinyu, sehingga material 101 tidak direkomendasikan untuk benda yang menerima beban impact. Dari pengujian ketahanan aus memperlihatkan, semakin tinggi nilai kekerasan (fraksi karbida M3C yang banyak) maka akan memiliki nilai wear resistance yang semakin tinggi pula.
Dari tabel 7 menunjukkan bahwa ketahanan impact besi cor ini sangat rendah dan hal ini menandakan bahwa besi cor ini memiliki sifat getas. Ukuran ketebalan benda dan komposisi kimia tidak banyak berpengaruh terhadap ketahanan impact. Bentuk karbida M3C yang kontinyu menjadi penyebab rendahnya nilai impact besi cor ini. Pada pengujian ketahanan aus pada penelitian ini tidak dilakukan pada semua sampel benda cor. Pengujian hanya dilakukan pada 4 sampel benda cor yaitu sampel paling keras (C4t5), sampel paling rendah kekerasannya (C2t30) dan dua sampel yang kekerasannya berada diantara kedua sampel tersebut yaitu C2t5 dan C4t30. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan grafik nilai wear resistance. Grafik nilai wear resistance disajikan pada gambar 3 berikut ini:
Referensi/Daftar Pustaka [1]Walton, Charles F., Opar, Timothy 1. : Iron Castings Handbook, Iron Casting Society, Inc. [2]8ox, G.E.P., Hunter, W.G., dan Hunter, 1.S. (1978) : Statistics for Experiment, An Introduction To Design, Data Anaysis, and Model Building, Jhon Wiley and Sons, Inc. [3]European Standard EN 12513 ; October 2000 [4]ASM Handbook Volume 15: Casting (1998), ASM International [5]Laird, George., Gundlach, Richard., dan Klaus Rohrig (2000): Abrasion Resistant Cast Iron Handbook, American Foundry Society
•.. ~ 2.0
~ ~ z 1.0
O.0
1--------.---------------------.----.-----------250
350
450
550
650
Kekerasan (HV)
I~
J Gambar 3. Grafik nilai wear resistance terhadap kekerasan
5. Kesimpulan Laju pendinginan sangat berpengaruh terhadap pembentukan grafit, perlit,karbida dan nilai kekerasan. Semakin cepat laju pendinginan akan
125
