ISBN: 978-979-95620-4-3 BUKU ABSTRAK
BUKU PROSIDING
SEMINAR NASIONAL Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di bidang Industri ke-14
ISBN: 978-979-95620-4-3
Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri Ke-14
KPTU Fakultas Teknik UGM Yogyakarta, 17 Juni 2008
PANITIA SEMINAR NASIONAL PERKEMBANGAN RISET DAN TEKNOLOGI DI BIDANG INDUSTRI KE-14 Pusat Studi Ilmu Teknik UGM Jl. Teknika Utara, Barek, Kampus UGM, Yogyakarta 55281 Telpon : 0274-565834, 0274-902287; Fax. : 0274-565834 Email :
[email protected];
[email protected];
[email protected] Website : www.chemeng.ugm.ac.id
Pusat Studi Ilmu Teknik dengan Jurusan Teknik Mesin dan Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada
PROSIDING
ISBN : 978-979-95620-4-3
Pusat studi Ilmu Teknik UGM Jurusan Teknik Kimia FT UGM Jurusan Teknik Mesin dan Industri FT UGM Yogyakarta
Editor: 1. Dr. Ir. I Made Suardjaja, MSc. 2. Ir. Aswati Mindaryani, MSc. 3. Dr. Ir. Rini Dharmastiti, MSc. 4. Dr. Ing. Ir. Harwin Saptoadi, MSE. 5. Ir. Suprihastuti SR, MSc. 6. Dr. M. Noer Ilman, ST., MSc. 7. Dr. Ir. Rochmadi, SU. 8. Dr. Ir. Sarto, MSc. 9. Dr. Ir. Harry Sulistyo, SU. 10. Dr.Eng.Ir. M. Arif Wibisono, MT. Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 © 2008, Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Pusat Studi Ilmu Teknik, Universitas Gadjah Mada – Yogyakarta ISBN : 978-979-95620-4-3 Alamat : Pusat Studi Ilmu Teknik UGM Jl. Teknika Utara, Barek, Kampus UGM, Yogyakarta 55281 Telpon : (0274) 565834, 902287 Fax : (0274) 565834 E-mail :
[email protected] ;
[email protected] ;
[email protected] Website : www.chemeng.ugm.ac.id
Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 ISBN: 978-979-95620-4-3 ii
Pengantar Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi Di Bidang Industri yang ke 14 merupakan seminar rutin yang diselenggarakan oleh Pusat Studi Ilmu Teknik Universitas Gadjah Mada. Seminar ini terlaksana atas kerjasama antara PSIT UGM dengan Jurusan Teknik Mesin dan Industri serta Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik UGM. Seminar ini diharapkan berperan sebagai wahana penyebarluasan dan pertukaran informasi terbaru yang diperoleh dari hasil penelitian, operasi pabrik dan praktek lain yang berhubungan dengan industri. Dengan seminar ini juga diharapkan akan terjadi interaksi yang sinergis antara para akademisi, peneliti dan praktisi bidang industri yang akan membawa kemajuan bagi industri nasional dan pendidikan teknik yang berhubungan dengan mempersiapkan tenaga kerja unggul bidang industri. Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi Di Bidang Industri 2008 diselenggarakan pada tanggal 17 Juni 2008 di Kampus Grafika Fakultas Teknik UGM, Dalam seminar ini dipresentasikan 83 makalah. Para pemakalah mewakili berbagai latar belakang profesi mulai dari akademisi, peneliti, konsultan dan praktisi dari industri. Topik makalah diklasifikasikan dalam 7 bidang yang meliputi Perpindahan Panas dan Massa, Teknik Reaksi dan Pembakaran, Mekanika Fluida, Kendali Proses, Bahan Teknik dan Mekanika Bahan, Pengolahan Limbah Industri dan Lingkungan, Teknik Industri. Prosiding seminar ini diharapkan dapat memberikan informasi perkembangan yang paling mutakhir dalam bidang riset dan teknologi di bidang industri di Indonesia. Panitia telah berusaha semaksimal mungkin untuk menyusun semua makalah dalam bentuk prosiding yang representatif, namun masukan dan kritik dari para pembaca masih sangat diharapkan. Seminar ini dapat terlaksana dengan sukses berkat partisipasi dan bantuan dari berbagai pihak. Panitia mengucapkan terima kasih kepada para pemakalah, para sponsor (PT.KIEC, PT. KPI) dan juga kepada para mahasiswa yang telah membantu terselenggaranya acara seminar.
Yogyakarta, 17 Juni 2008 Panitia Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi Di Bidang Industri ke 14
Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 ISBN: 978-979-95620-4-3 iii
Tabel Daftar Isi Halaman
Bahan Teknik Dan Mekanika Bahan Perancangan Struktur Pengikat Sirip pada Roket Rx-150-Lapan Agus Budi Djatmiko
BT/MB - 1
Pengaruh Temperatur Penuangan, Temperatur Cetakan, Ketebalan Coran Dan Flux Terhadap Fluiditas Dan Sifat Mekanik Dari Paduan Magnesium (Mg –44% Al) Amir Arifin dan Suyitno
BT/MB - 7
Pengaruh Penambahan Serat Kelapa terhadap Sifat Mekanik Material Ferrocement Anggito P. Tetuko, Deni S. Khaerudini, Muljadi, dan P. Sebayang
BT/MB - 13
Rancang Bangun Rangkaian Elektrik Dan Mekanik Pada Alat Penggulung Serat Komposit (Filament Winding) Bambang S Wibowo
BT/MB - 19
Pelapisan Al2O3 pada Logam SS-304 Menggunakan Teknik Electrophoretic Deposition (EPD) Deni S. Khaerudini, Anggito P. Tetuko, P. Sebayang, Muljadi, dan Masno Ginting
BT/MB - 26
Studi Analisis Kekuatan Mekanik Material Komposit Matrik Epoxy dengan Penguat Serat Bambu Apus (Gigantochloa apus) Deni S. Khaerudini, Muljadi, Anggito P. Tetuko, dan P. Sebayang
BT/MB - 34
Pengaruh Jumlah Lamina Biokomposit Bambu Dengan Matrik Sekresi Kutu Albasia Terhadap Kekuatan Mekanis Erina Primayanti, Heru S.B. Rochardjo dan Mujiyono
BT/MB - 41
Sifat Mekanis Dan Struktur Mikro Pada Sambungan Rel R.54 Hasil Pengelasan Thermite Gunawan Dwi Haryadi
BT/MB - 48
Pengaruh Goresan pada CoCr Alloy yang Diimplantasi Ion Berbasis Nitrogen Terhadap Sifat Keausan Die Drawn GUR 1120 UHMWPE Untuk Aplikasi Sendi Lutut Tiruan Ishak S. Limbong, Rini Dharmastiti dan B.A.Tjipto Sujitno
BT/MB - 56
Pengaruh Pembebanan Terhadap Sifat Keausan Die Drawn Gur 1120 UHMWPE dan Ion Implantasi Berbasis Nitrogen pada Cobalt Chrome Alloy Untuk Aplikasi Sendi Lutut Tiruan Jefri S Bale, Rini Dharmastiti , Rahadyan Magetsari , B.A Tjipto Sujitno
BT/MB - 62
Pengaruh Elemen Reaktif Hf Terhadap Proses Oksidasi Lapisan NiAl pada Superalloy Berbasis Nikel Kemas A. Zaini Thosin
BT/MB - 67
Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 ISBN: 978-979-95620-4-3 iv
Pengaruh Pelumasan Terhadap Sifat Keausan Die Drawn Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) Untuk Aplikasi Sendi Lutut Tiruan Kristianta F.X., Rini Dharmastiti, Rahadyan Magetsari dan BA. Tjipto Sujitno
BT/MB - 73
Pengaruh Variasi Waktu Proses Perlakuan Panas Baja Perkakas Krupp 2510 (AISI01) Terhadap Sifat Mekanik dan Struktur Mikro Meilinda Nurbanasari, Weldi
BT/MB - 79
Mullite Matrix Composites Reinforced with Tetragonal Zirconia Polycrystals Stabilized with 3% Mole of Yttria (3Y-TZP) Mendy D. and M. Waziz Wildan
BT/MB - 80
Analisis Cacat Produk Profil Bending Pada Roll Forming Milton Lioe, Sofyan Djamil dan Eddy S. Siradj
BT/MB - 87
Pembuatan Keramik Na2O-Al2O3 Dengan Aditif MgO Dan Karakterisasinya Sebagai Komponen Elektrolit Muljadi, M. Ramlan, P. Sebayang, Anggito P. Tetuko, dan Deni S. Khaerudini
BT/MB - 95
Pengaruh Komposisi Batu Apung (Pumice) pada Pembuatan Panel Beton Ringan terhadap Sifat Fisis dan Mekanik Muljadi, Perdamean Sebayang, Deni S. Khaerudini, Anggito P Tetuko
BT/MB - 100
Pengaruh Tekanan Proses Pembuatan Terhadap Kekuatan Tarik Biokomposit Sekresi Kutu Albasia dan Serat Ramie (Boehmeria nivea) Muntaha, Mujiyono dan Heru S. B. Rochardjo
BT/MB - 105
Pengaruh Kadar Gas Argon Pada Deposisi Diamond-like Carbon (DLC) Putut Marwoto
BT/MB - 110
Machining Silicon for 3D Microparts Rusnaldy
BT/MB - 116
Kualitas Sifat Mekanik Dengan Uji Kuat Tarik Pada Propelan Roket Lapan Sauman
BT/MB - 123
Pengaruh Pengaturan Arah Serat Pada Pembuatan Lapisan-Lapisan Dinding Komposit Nose Cone Roket Rx-230 Terhadap Kekuatan Strukturnya Setiadi dan Sugiarmadji HPS
BT/MB - 127
Peranan Tepung Jagung dan Tepung Tapioka dalam Pembuatan Keramik Alumina Berpori dengan Proses Slip Casting Soejono Tjitro, Juliana Anggono, Dian Perdana
BT/MB - 137
Pemanfaatan Serat Jute (Chorcorus Capsularis) Sebagai Bahan Penguat Komposit Matrik Polyester Soeparno Djiwo, Fredy Hiunsiustio Aluminum-Fly Ash Composite Produced by Hot Isostatic Sintering (HIP)
BT/MB - 138
BT/MB - 149
Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 ISBN: 978-979-95620-4-3 v
Subarmono, Jamasri, M.W. Wildan and Kusnanto Pengaruh Temperatur Tuang, Temperatur Cetakan Dan Tekanan Pada Pengecoran Squeeze Terhadap Sifat Mekanis Dan Struktur Mikro Paduan Magnesium (Mg - 44%Al) Sudarsono dan Suyitno
BT/MB - 154
Kaji Parametrik Kekuatan Struktur Tabung Motor Roket Rx-230 Dengan Beberapa Material Bahan Sugiarmadji HPS danSetiadi
BT/MB - 161
Analisis Karakteristik Dinamik Struktur Roket Rx-230 Dengan Metoda Elemen Hingga Sugiarmadji HPS dan Setiadi
BT/MB - 168
Karakteristik Bahan Komposit Serbuk Limbah Besi Cor, Serbuk Kuningan, Serat Asbes dan Serbuk Limbah Plastik untuk Bahan Kampas Rem Kendaraan Bermotor Susilo Adi Widyanto
BT/MB - 175
The Fluidity Characteristics of Liquid Duralumin by Piece Test Methode on Permanent Mold in Low Pressure Wahyono Suprapto
BT/MB - 182
Pengaruh Variasi Waktu Proses Perlakuan Panas Baja Perkakas Krupp 2510 (AISI01) Terhadap Sifat Mekanik dan Struktur Mikro Meilinda Nurbanasari, Weldi
BT/MB - 189
Kendali Proses Aplikasi Algoritma Particle Swarm Optimization (PSO) pada Perancangan Sistem Kendali Stirred-tank Heat Exchanger Dwi Ana Ratna Wati dan Samiadji Herjunanto
KP - 1
Pengembangan Metode Evaluasi Keandalan Process Train LNG Walmiki Samadhi T.
KP - 8
Sensor Electrical Capacitance Untuk Aplikasi Proses Industri Wahyu Widada, Sri Kliwati, Arbai Yusuf, Warsito
KP - 15
Optimasi Produksi Edible Film dari Tepung Kecipir Rendah Lemak Margaretha Tuti Susanti
KP - 19
Mekanika Fluida Studi Eksperimental Pengaruh Pola Aliran (Bubble dan Slug) Pada Aliran Dua Fasa (Air-Udara)Terhadap Efektivitas Nosel di Spray Dryer Agato, Indarto dan Deendarlianto
MF - 1
Pengaruh Tegangan Permukaan Terhadap Distribusi Tekanan Untuk Berbagai Jumlah Sudu Impeler Dalam Pompa Sentrifugal Aries P. Haryono, Indarto , dan Hermawan
MF - 8
Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 ISBN: 978-979-95620-4-3 vi
Kajian Visualisasi Pengaruh Wettability Pada Evaporasi Tetesan Tunggal Butiran Air yang Mengenai Permukaan Padat yang Dipanaskan Arvin, Deendarlianto, Indarto, Yesung Allo Padang, M. Dyan Susila E.S., Y.Takata
MF - 18
The Hysteresis Phenomenon during the Counter-current Air-water Twophase flow in a Model of Hot Leg Pressurized Water Reactor Deendarlianto
MF - 25
Visualisasi Dinamika Tumbukan Droplet Tunggal dengan Permukaan yang Dipanaskan pada Bilangan Weber Menengah Dyan Susila E.S M., Deendarlianto, Indarto, Yesung Allo Padang, Arvin dan Yasuyuki Takata
MF - 30
Karakterisasi Aliran Gas-Cair Searah Keatas Pada Perubahan Penampang Berpenampang Segi Empat Saluran Vertikal Rolando Sihombing, Indarto, Deendarlianto
MF - 36
Simulasi Numerik Aliran Dua Fasa Cair-Gas Pola Aliran Cincin Berlawanan Arah pada Pipa Vertikal Setyawan Bekti Wibowo, Tri Agung Rohmat
MF - 42
Karakteristik Perkembangan Lapis Batas Turbulen didalam Aliran dengan Gradien Tekanan Balik Sutardi dan Vivin N. F.
MF - 49
Parallel Processing of Multi Channel Wind Pressure for Subsonic Wind Tunnel Wahyu Widada dan Sri Kliwati
MF - 57
Dinamika Penjalaran Tetesan Tunggal di atas Permukaan Panas Yesung Allo Padang, M. Dyan Susila E.S., Arvin, Deendarlianto, Indarto dan Yasuyuki Takata
MF - 61
Studi Eksperimental Perpindahan Kalor Dua Fasa Air-Udara Untuk Daerah Slug Flow Aliran Searah Pada Pipa Horizontal Yulius, Indarto dan Deendarlianto
MF - 65
Development And Characteristic Of Heavy Wall Thickness Spiral Welded Pipe API 5L – X65 For High Pressure Application Hidi Kuat Purwono dan A. Hafidz. S.
MF - 73
Mekanisme Difraksi dari Detonasi di belakang Celah Tunggal Diffraction Mechanism of Detonation behind single gap Jayan Sentanuhady
MF - 80
Rancangan Awal Mesin Ram-Jet u untuk Pesawat Jelajah Tanpa Awak Rx 530 Lapan Agus Budi Djatmiko
MF - 86
Pengolahan Limbah Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 ISBN: 978-979-95620-4-3 vii
Produksi Biosurfaktan oleh Azotobacter vinelandii dengan Molasse sebagai Substrat Alternative Inkonvensional Helmy. Q., C.E.L.Latunussa, P. Suryatmana, E. Kardena, T.Tedjakusuma dan Wisjnuprapto
PL - 1
Pemanfaatan Limbah Serpihan Tanduk menjadi Produk Berdaya Guna dan Berhasil Guna Ismet Rohimat, Rosad Ma’ali El Hadi dan Hennie Husniah
PL - 8
Pemanfaatan Panas Pembakaran Sampah untuk Produksi Uap Guna Mendukung Pengolahan Oilsludge Mamat
PL – 13
Gas Filter Insinerator Dengan Water Jacket Mamat, Priyo Sardjono
PL - 17
Pengolahan Limbah Cair Batik Dengan Elektrokoagulasi Sarto dan Rahayu Tyas Anindya
PL - 22
Pemanfaatan Sludge dari Industri Pengolahan Kertas sebagai Bahan Baku Pembuatan Beton Ringan Sebayang P., Deni S. Khaerudini, Anggito P. Tetuko, dan Muljadi
PL - 29
Pengembangan dan Pengujian Inokulum untuk Pengomposan Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit Suharwaji Sentana, Suyanto, M. A. Subroto dan Suprapedi
PL - 34
Perpindahan Panas dan Massa Kajian Emisivitas Pada Material Austenitic Stainless Steel Terhadap Panas Radiasi Furnace Ketel Uap Anggito P. Tetuko, Deni S. Khaerudini, P. Sebayang, Muljadi.
PPM - 1
Konstruksi Persamaan Nusselt Pada Aliran Gelembung di Dalam Pipa Annulus Vertikal Arbiyantoro, Purnomo, Mahmuddin
PPM - 7
Penjernihan Minyak Kelapa Industri Rakyat dengan Bleaching Earth Aswati Mindaryani, Samuel Chandra Kurniawan
PPM - 14
Perancangan Alat Pemanas Bearing Model U dengan Prinsip Induksi Elektromagnetik Candra Bachtiyar, Golfrid Gultom
PPM - 21
Pengaruh Variasi Jarak Antar Sirip Annular Pada Pipa Lurus Terhadap Karakteristik Fluidisasi Danar Susilo Wijayanto dan Samsul Kamal
PPM - 28
Pengaruh Suhu Pembakaran Terhadap Proses Densifikasi Keramik Silikon Karbida Etty Marti Wigayati dan Muljadi
PPM - 34
Kajian Awal Perpindahan Kalor pada Aliran Transisi Searah ke Atas
PPM - 40
Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 ISBN: 978-979-95620-4-3 viii
Mahmuddin, Samsul Kamal, Indarto, Purnomo Pengaruh Beban, Pelumasan, dan Scratch Terhadap Frictional Heat Pada Gesekan Antara Cobalt Chrome Alloy dan Die Drawn GUR 1120 UHMWPE Muhamad Jafri, Rini Dharmastiti dan B.A. Tjipto Sujitno
PPM - 47
Pengaruh Sudut Susunan Elemen Media Pengisi (Packing) Terhadap Karakteristik Daya Menara Pendingin Kontak Langsung Udara-Air Mustaqim dan Samsul Kamal
PPM - 54
Pemurnian Methanol dari Kandungan Tri Methyl Amine PT. Kaltim Methanol Industri – Bontang Kaltim Nanang Hasanudin, Imam Karfendi Putro, dan Andrian Nugroho
PPM - 60
Pengaruh Bentuk Packing Terhadap Volume Efektif Cooling Tower Nurpatria dan Samsul Kamal
PPM - 66
Implikasi Keberadaan Buffle Jenis Double Segmental Pada Alat Penukar Kalor Samsudin Anis
PPM - 71
Thermal Performance Analysis of Novel UO2 Pellet containing Tungsten Matrix for Pressurized Water Reactor Suwardi
PPM - 77
Teknik Industri Wavelet Support Vector Machine for Machine Fault Diagnosis Achmad Widodo
TI - 1
Penyusunan Prioritas Pemilihan Partner dengan Menggunakan Supply Chain Partnerships (Studi Kasus PT X di Jakarta) Anggara Hayun Anujuprana Evaluasi dan Perencanaan Kebutuhan Operator Produksi dengan Pendekatan Analisis Waktu Baku pada Sebuah Perusahaan Pengolahan Air Minum dalam Kemasan Henmaidi, Rika Fitriani.
TI - 8
Penjadwalan Produksi Kantong Semen Untuk Meminimasi Total Biaya Henmaidi, Wisnel, Roni Saputra dan Jenawir
TI - 15
Studi Kelayakan Industri Plasterboard Berbasis Limbah Millingstone dan Kertas Semen, Kapasitas Produksi 2000 Lembar/Hari Sebayang P., Deni S. Khaerudini, Muljadi, dan Anggito P. Tetuko
TI - 23
Pengembangan Model Penjadwalan dengan Batasan Lateness Yuli Agusti Rochman, Subagyo, Anna Maria Sri Asih
TI - 31
Teknik Reaksi dan Pembakaran Penghilangan Zat Warna Naftol Dari Limbah Cair Industri Tekstil Dengan Ampas Tebu Adhi Kusumastuti
TRP - 1
Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 ISBN: 978-979-95620-4-3 ix
Pengaruh Dimensi Terhadap Karakteristik Pembakaran Biobriket Limbah Jarak Pagar Agung Pambudi N., Harwin Saptoadi dan Untoro Budi Surono
TRP - 8
Peningkatan Perolehan Minyak Mentah (EOR) Menggunakan HPAM pada Minyak asal Kawengan dan Ledok Bardi Murachman, Natalia Wibowo, Yudha Endriadi
TRP - 13
Potensi Produksi Etanol dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKS) Masdalifah, Maya Sarah, Erni Misran, Siti Syamsiah dan Ria Millati
TRP - 23
Efek sonikasi pada resistansi elektrolit sel elektrolisis untuk produksi hydrogen Rosyid Ridlo M. dan Achiar Oemry
TRP - 27
Pengendalian Mutu Sifat Mekanik Dengan Uji Kekerasan Propelan Ffar Roket Rx Lapan Sauman
TRP - 31
Pengaruh Laju Alir Absorben Fe-Edta (Iron Chelated Solution) Pada Penurunan Kandungan Gas H2s Dalam Biogas Pada Konsentrasi Yang Berbeda. Slamet S R, Endah W, Arif J dan Endang K
TRP - 38
Pengaruh Bentuk Partikel Serbuk U3si2 Dalam Proses Pengepresan Dan Pengerolan Bahan Bakar Dispersi U3si2 –Al Tipe Pelat Supardjo
TRP - 44
Peningkatan Kualitas Pembakaran Biomassa Limbah Tongkol Jagung Sebagai Bahan Bakar Alternatif Dengan Proses Karbonisasi Dan Pembriketan Untoro Budi Surono, Harwin Saptoadi dan N. Agung Pambudi
TRP - 51
Karakterisasi Minyak Jarak Pagar (Crude Jatropha Oil) Hasil Pengepresan Biji dengan Variasi Kematangan Buah yang dibudidayakan di Kab Kupang Yayuk Eko Yulia Hardaniari, Sarto dan I Made Suardjaja
TRP - 58
Palm Juice as Feedstock for Fermented BioEthanol Production Kismurtono M.
TRP - 64
Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 ISBN: 978-979-95620-4-3 x
PENGARUH VARIASI WAKTU PROSES PERLAKUAN PANAS TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO BAJA PERKAKAS KRUPP 2510 (AISI O1) Meilinda Nurbanasari dan Weldi Jurusan Teknik Mesin, Institut Teknologi Nasional, Bandung Djoko Hadi Prayitno Pusat Teknologi Nulir Bahan & Radiometri, BATAN, Bandung ABSTRAK
Baja perkakas AISI O1 banyak drgunakan untuk proses blanking, punching, thread rolling, forming, shearing, coining, sehingga harus memiliki kekerasan dan ketahanan aus yang tinggi. Perbaikan sifat keras dan ketahanan aus tersebut dapat dilakukan melalui proses perlakuan panas. Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk melihat sejauh mana pengaruh variasi waktu proses perlakuan panas terhadap kekerasan, ketahanan aus dan struktur mikro. Proses perlakuan panas yang dilakukan adalah proses pengerasan (hardening) dilakukan pada temperatur 850ºC dengan variasi holding time selama 30 menit, 60 menit dan 90 menit. Kemudian didinginkan secara cepat pada media pendingin oli. Proses dilanjutkan dengan tempering pada temperatur 500ºC selama 180 menit dan didinginkan di udara. Hasil penelitian menunjukkan bahwa harga kekerasan tertinggi yaitu 520,9 Hv diperoleh untuk Baja perkakas AISI O1 yang dikeraskan pada temperatur 850 oC, waktu penahanan 60 menit dan ditemper pada temperatur 500 oC selama 180 menit. Sedangkan harga kekerasan terendah sebesar 196.4 Hv terdapat pada material awal. Dari pengujian ketahanan aus ternyata material yang dikeraskan pada temperatur 850 oC dengan waktu penahanan 60 menit kemudian ditemper pada temperatur 500 oC selama 180 menit memiliki ketahanan aus yang paling tinggi dengan persentase keausan sebesar 0.0087 %. Hasil Ini menunjukkan bahwa harga kekerasan berbanding lurus dengan ketahanan ausnya. Hasil analisa metalografi menunjukkan struktur yang terbentuk setelah proses pengerasan adalah karbida bulat pada matrik martensit dan setelah proses temper adalah karbida bulat pada matrik martemper.
PENDAHULUAN Baja perkakas Krupp 2510 (international standard: AISI O1) banyak diaplikasikan sebagai bahan perkakas untuk proses pemotongan (cutting process) dan cetakan proses pembentukan (forming process). Baja perkakas ini masih memiliki kekerasan yang relatif rendah. Oleh karena itu apabila dalam penggunaannya baja perkakas tersebut akan mengalami pembebanan yang tinggi dan terjadi dalam waktu yang lama, maka jenis baja perkakas ini harus mempunyai ketangguhan dan ketahanan aus yang cukup tinggi. Untuk meningkatkan ketangguhan dan ketahanan aus pada baja tersebut perlu dilakukan Heat Treatment. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui perubahan struktur mikro setelah baja tersebut mengalami perlakuan panas dengan temperatur dan variasi waktu yang berbeda, mendapatkan harga
Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 ISBN: 978-979-95620-4-3 BT/MB - 189
kekerasan baja setelah mengalami perlakuan panas, dan memperoleh data peningkatan ketahanan aus baja setelah perlakuan panas. METODOLOGI PENELITIAN Jenis material yang digunakan dalam penelitian ini adalah baja perkakas Krupp 2510 yang berbentuk batang pejal. Material dipotong sesuai dengan bentuk, ukuran dan jumlah yang dibutuhkan. Setelah itu dilakukan proses perlakuan panas dengan pengerasan (hardening) dan tempering di dalam tungku pemanas dengan temperatur dan waktu pemanasannya berbeda, yaitu pengerasan pada temperatur 850 oC dengan waktu pemanasan divariasikan selama 30, 60 dan 90 menit, kemudian ditemper pada temperatur 500 oC dengan waktu pemanasan selama 180 menit untuk semua spesimen. Setelah proses perlakuan panas selesai dilakukan, dilanjutkan dengan pengujian spesimen yang terdiri atas 11 spesimen. Pengujian yang dilakukan yaitu pengujian kekerasan dengan metoda Viskers beban 500 gram dan waktu pembebanan 15 detik. Pengujian ketahanan aus dilakukan pada material awal maupun pada material yang telah mengalami proses quenching dan temper,sesuai standar ASTM B 611-76, dan dilakukan jua perhitungan persentase kehilangan beratnya. Pengujian lainnya adalah metalografi yang bertujuan untuk mengetahui struktur dan fasa dan proses pengetsaan juga menggunakan larutan Aqua Regia (26 ml HNO3, 60 ml HCl). Diagram alir penelitan, dapat dilihat sebagai berikut:
HASIL & PEMBAHASAN
I. Uji Keras Dari data spesifikasi yang berasal dari pabrikan diketahui bahwa spesimen tersebut mempunyai kandungan unsur sebagai berikut :
Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 ISBN: 978-979-95620-4-3 BT/MB - 190
Tabel. 4.1 Kandungan Unsur Pada Material Terhadap Standar Acuan Unsur C Si Mn Cr V
Standar AISI O1 (% wt) 0,85 – 0,95 0,20 – 0,40 1,0 – 1,30 0,40 – 0,60
W Mo Cu Ni Ti Al Fe
≤ 0,20 0,40 – 0,60 Sisa
Krupp 2510 (% wt) 0,95 0,30 1,20 0,50 0,10 0,50 Sisa
Dari standar acuan komposisi kimia standar AISI dapat diambil kesimpulan bahwa material awal tersebut telah sesuai dengan standar material AISI O1. Data Hasil Pengujian Kekerasan Pada tabel 4.2 dan 4.3 ditampilkan data-data hasil pengujian kekerasan pada material awal dan yang sudah mengalami proses perlakuan panas. Tabel 4.2 Data Kekerasan Material Awal dan Material Hasil Proses Quenching dan Hasil Proses Quenching dan Tempering No 1
Proses Material Original (O)
(HVN), kg/mm² 196.4
o
807.8
o
815.7
o
805.2
2
Quench T=850 C t=30menit (Q 1)
3
Quench T=850 C t=60menit (Q 2)
4
Quench T=850 C t=90menit (Q 3)
Proses Material o Quench T=850 C t=30menit, Temper o T=500 C t=150menit (QT 1) o Quench T=850 C t=60menit, Temper o T=500 C t=150menit (QT 2) o Quench T=850 C t=90menit, Temper o T=500 C t=150menit (QT 3)
(HVN), kg/mm² 483.5 520.9 470.6
Pada kondisi awal baja perkakas Krupp 2510 (AISI O1) memiliki harga kekerasan rata-rata (Hv) 196,4 kg/mm² (tabel 4.2). Angka kekerasan ini masih dapat ditingkatkan lagi dengan proses perlakuan panas untuk mendapatkan sifat mekanik yang baik. Sifat mekanik tersebut diantaranya sifat mampu mesin yang baik, ketangguhan yang baik dan ketahanan aus yang tinggi. Pada proses perlakuan panas dengan quenching terjadi peningkatan kekerasan kemudian penurunan 200 µm kekerasan seiring dengan bertambahnya waktu penahanan. Dari data hasil pengujian kekerasan proses quenching (tabel 4.2), harga kekerasan rata-rata pada spesimen Q 2 (Quenching T= 850 oC , t= 60 menit) lebih tinggi dibanding dengan spesimen Q 1 (Quenching T= 850 oC , t= 30 menit) dan Q 3 (Quenching T= 850 oC , t= 90 menit). Hal ini menandakan proses pengerasan maksimal terjadi pada proses pengerasan dengan waktu pemanasan selama 60 menit. Harga kekerasan tertinggi yaitu 815.7 kg/mm² terjadi karena pemanasan dilakukan dengan waktu penahanan yang cukup sehingga pada saat austenisasi fasa perlit berubah menjadi struktur Austenit yang nyaris sempurna. Kekerasan tinggi ini juga disebabkan karena adanya butir-butir Austenit yang halus berubah menjadi struktur Martensit yang halus setelah di-quenching. Pada pemanasan dengan waktu penahanan selama 30 menit dianggap terlalu singkat karena perubahan fasa perlit menuju Austenit belum begitu sempurna (fasa perlit yang bertransformasi menjadi γ pada penahanan 30 menit lebih sedikit daripada waktu penahanan 60 menit), sehingga kererasannya lebih rendah daripada waktu penahanan 60 menit. Penurunan kekerasan pada waktu penahanan 90 menit ini terjadi karena waktu pemanasan terlalu lama sehingga menyebabkan terjadinya pertumbuhan butir Austenit (dari halus menjadi kasar) yang juga berdampak terhadap ukuran struktur Martensit menjadi kasar setelah di-quenching. Pada hasil proses tempering menunjukkan bahwa hasil proses pengerasan mempengaruhi tingkat kekerasan pada spesimen yang ditemper (pada T= 500 oC dan t= 180 menit untuk semua spesimen yang ditemper). Kenaikan dan penurunan kekerasan antara waktu penahanan (t= 30 menit, t= 60 menit dan t= 90 menit) pada proses pengerasan dan tempering menunjukkan fenomena yang sama Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 ISBN: 978-979-95620-4-3 BT/MB - 191
namun sifat mekanik dan harga kekerasannya berbeda. Spesimen QT 2 yang dikeraskan pada temperatur 850 oC selama 60 menit dan ditemper pada temperatur 500 oC selama 180 menit memiliki harga kekerasan rata-rata (Hv) 520,9 kg/mm² dan harga kekerasan ini adalah paling tinggi jika dibandingkan dengan spesimen yang ditemper lainnya (tabel 4.3). Perbedaan harga kekerasan pada spesimen yang ditemper juga disebabkan oleh perbedaan ukuran butir sebagai akibat dari variasi waktu penahanan pada proses pengerasan sebelumnya. Harga kekerasan dari hasil proses pengerasan (dengan Quenching) dan temper jelas berbeda, yaitu harga kekerasan spesimen hasil pengerasan lebih tinggi daripada yang ditemper. Terjadi demikian karena struktur Martensit didapatkan dari hasil proses pendinginan yang sangat cepat dimana sifatnya keras dan getas, untuk mengurangi kegetasannya maka dilakukan proses temper dengan pendinginan yang sangat lambat (udara luar) dimana hasilnya adalah Martensit temper (Martemper). Pada gambar 4.23 ditampilkan besarnya persentase kenaikan harga kekerasan hasil perlakuan panas terhadap material awal.
Persentase Perbedaan Kekerasan Hasil Perlakuan Panas Terhadap Spesimen Awal(%)
350 311.32
315.36
310.02
300 250 200
165.24 146.21
150
139.66
100 50 0 Q1
Q2
Q3
QT 1
QT 2
QT 3
Jenis Proses
Gambar 4.23 Grafik Persentase Kenaikan Harga Kekerasan Hasil Perlakuan Panas Terhadap Material Awal
4.1.3
Data Hasil Pengujian Ketahanan Aus
Pengujian ketahanan aus hanya dilakukan terhadap material awal dan material yang mengalami perlakuan panas dengan quenching dilanjutkan Tempering (O, QT 1, QT 2 dan QT 3). Pada tabel 4.4 ditampilkan data-data hasil pengujian ketahanan aus. Tabel 4.4 Hasil Pengujian Aus (beban yang digunakan 10 Kg, waktu 30 menit) Material
Berat Awal (gram)
Berat Akhir (gram)
O
10.3580
10.3450
Kehilangan Berat (gram) 0.0130
QT 1
10.1459
10.1448
0.0011
0.0108
QT 2
10.3962
10.3953
0.0009
0.0087
QT 3
11.2629
11.2615
0.0014
0.0124
Kehilangan Berat (%) 0.1255
Pengujian ketahanan aus dilakukan pada spesimen awal dan yang ditemper. Dari hasil pengujiannya ternyata ketahanan aus suatu material berbanding lurus dengan kekerasannya. Artinya semakin tinggi kekerasan, ketahanan aus juga akan semakin tinggi. Keausan pada spesimen terjadi karena lepasnya atau tergoresnya material dari suatu permukaan sebagai akibat aktivitas mekanik pada suatu gerakan relatif antara material tersebut dengan material lain. Jika semakin banyak partikel yang lepas dari suatu permukaan spesimen maka semakin besar pula pengurangan berat dari spesimen, sehingga persentase keausan juga besar. Artinya spesimen tersebut memiliki harga kekerasan dan ketahanan aus yang rendah. Pada penelitian ini pengujian ketahanan aus menggunakan alat uji yang memenuhi standar ASTM B 611-76. Pada tabel 4.4 terlihat bahwa persentase keausan terkecil sebesar 0.0087 % terdapat pada material QT 2 (hasil proses hardening pada T= 850 oC t= 60 menit dan tempering pada T= 500 oC t= 180 menit). Ini menandakan bahwa material tersebut memiliki ketahanan aus yang paling baik. Sedangkan persentase keausan terbesar yaitu 0.1255 % terdapat pada material O (Awal). Ini Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 ISBN: 978-979-95620-4-3 BT/MB - 192
menandakan bahwa material ini memiliki ketahanan aus rendah dibanding dengan material lain yang telah mendapat perlakuan panas. Untuk material yang telah mengalami perlakuan panas (Tempering) persentase keausan terbesar yaitu 0.0124 % terdapat pada material QT 3 (hasil proses hardening pada T= 850 oC t= 90 menit dan tempering pada T= 500 oC t= 180 menit). Dan material QT 1 memiliki persentase keausan sebesar 0.0108 % yang sedikit lebih kecil dari material QT 3. Pada gambar 4.24 ditampilkan persentase kenaikan harga ketahanan aus terhadap material awal. Persentase Kenaikan Harga Ketahanan Aus Hasil Perlakuan Panas Terhadap Ketahanan Aus Material Awal (%)
100 91.3616
93.1024
90.0960
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 QT 1
QT 2
QT 3
Jenis Proses
Gambar 4.24 Grafik Persentase Kenaikan Harga Ketahanan Aus Proses Perlakuan Panas Terhadap Ketahanan Aus Material Awal. 4.1.4
Analisa Struktur Mikro
Gambar hasil pemotretan struktur mikro spesimen baja perkakas krupp 2510 akan ditampilkan pada gambar 4.15 sampai dengan 4.21, yaitu spesimen pada kondisi awal, yang mengalami proses pengerasan dan juga tempering (pembesaran 300x).
Gambar 4.15 Baja perkakas Krupp 2510 pada
Gambar 4.16 Baja perkakas Krupp 2510 pada Material
kondisi awal : Perlit & Karbida Bulat
Hasil Proses Quenching T= 850 C dan t= 30 menit
o
Struktur : Karbida Bulat Pada Matrik Martensit
Gambar 4.18 Baja perkakas Krupp 2510, Hasil o
Gambar 4.19 Baja perkakas Krupp 2510 Hasil Proses o
o
Proses Quenching T= 850 C dan t= 90 menit
Quenching T=850 C t= 30 menit & Tempering T= 500 C
Struktur: Karbida Berbentuk Bulat Pada Matrik Martensit
t= 180 mnt.Struktur: Karbida pada Matrik Martensit Temper
Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 ISBN: 978-979-95620-4-3 BT/MB - 193
Dari hasil pengujian struktur mikro dapat dilihat bahwa material awal (Gambar 4.15) memiliki struktur mikro berupa karbida (titik putih) dan sebagian kecil karbida berbentuk bulat pada matrik perlit. Keberadaan karbida pada material menyebabkan material tersebut memiliki kekerasan serta ketahanan aus yang tinggi. Material awal yang dipanaskan sampai temperatur Austenit dengan waktu penahan tertentu disebut dengan Austenisasi. Dalam proses ini unsur-unsur paduan yang terkandung di dalam baja perkakas terurai menjadi karbida sisa dan matriks Austenit. Karbida sisa ini dapat mengontrol pertumbuhan butir Austenit. Bila kemudian didinginkan secara celup cepat (quenching) akan diperoleh struktur karbida pada matrik martensit yang sifatnya sangat keras (gambar 4.16 sampai 4.18). Bila dilanjutkan dengan penemperan struktur martensit ini akan bertransformasi menjadi struktur karbida kompleks (titik putih) pada matriks martensit temper yang sifatnya keras tetapi tidak getas (gambar 4.19 sampai 4.21). Terjadinya martensit berawal dari pemanasan baja perkakas sampai temperatur austenit kemudian dilanjutkan dengan pendinginan yang sangat cepat. Fasa autenit akan melarutkan atom-atom karbon secara interstisi pada sel satuan FCC. Pada laju pendinginan cepat, atom-atom karbon yang berada pada fasa austenit tidak sempat berdifusi keluar tapi terjebak di antara sel-sel satuan FCC sehingga timbul tegangan dalam (internal stress). Atom-atom yang terjebak ini akan menggeser kisi sehingga menghasilkan tetragonalitas (BCT Æ c/a >> 1) (gambar 2.10). Terjadinya martensit temper (martemper) adalah akibat dari pemanasan kembali fasa martensit (dan γ sisa) kemudian dilanjutkan dengan pendinginan secara lambat. Akibat pemanasan ini tetragonalitas dari struktur martensit menjadi berkurang sehingga kekerasan dan kegetasan juga menurun (BCT Æ c/a ≈ 1). Pada material awal dan yang telah di-heat treatment selalu terdapat struktur karbida. Namun yang membedakannya adalah jenis dan fasa yang bertindak sebagai matriksnya. Perbedaan ini tergantung dari jenis proses perlakuan panas dan pengaruh unsur paduan yang terkandung dalam baja tersebut. Misalnya: Mn3C, V2C, SiC, WC , dll. KESIMPULAN 1. Berdasarkan data komposisi kimia yang didapatkan bahwa material baja perkakas Krupp 2510 yang dipakai pada penelitian ini termasuk dalam baja perkakas AISI O1. 2. Kekerasan tertinggi dari proses pengerasan (hardening) terdapat pada material Q 2 (material hasil proses quenching T= 850oC dan t= 60 menit) dengan harga kekerasan rata-rata (Hv) 815.7 kg/mm², sedangkan harga kekerasan terendah pada material Q 3 (material hasil proses quenching T= 850oC dan t= 90 menit) dengan harga kekerasan rata-rata (Hv) 805.2 kg/mm². 3. Kekerasan tertinggi dari proses tempering terdapat pada material QT 2 (material hasil proses quenching T= 850oC t= 60 menit dan tempering T= 500oC t= 180 menit) dengan harga kekerasan rata-rata (Hv) 520.9 kg/mm², sedangkan harga kekerasan yang terendah pada material QT 3 (material hasil proses quenching T= 850oC t= 90 menit dan tempering T= 500oC t= 180 menit) dengan harga kekerasan rata-rata (Hv) 470.6 kg/mm². 4. Dari material hasil proses tempering ketahanan aus tertinggi terdapat pada material QT 2, yang ditandai dengan kehilangan berat terendah yaitu sebesar 0.0009 gram (0.0087 %), sedangkan ketahanan aus terendah terdapat pada material QT 3 dengan kehilangan berat terbanyak yaitu sebesar 0.0014 gram (0.0124 %). 5. Dari hasil penelitian ternyata ketahanan aus suatu material berbanding lurus dengan kekerasannya. 6. Struktur mikro awal yang terbentuk pada material Krupp 2510 adalah karbida bulat yang terdapat pada matriks perlit. Setelah proses hardening struktur mikro yang terbentuk adalah karbida bulat pada matriks martensit. Sedangkan setelah dilanjutkan dengan proses tempering struktur yang terbentuk pada material adalah karbida bulat pada matriks martensit temper (martemper). DAFTAR PUSTAKA 1. Sidney, Avner, “Introduction Physical Metallurgy”, second edition McGraw Hill, Singapure, 1974. 2. ASM, Metals Handbook nenth edition, Volume 4, ”Heat Treating”, Metal Park, Ohio, 44073. 3. ASM, Metals Handbook ninth edition, Volume 1, ”Properties and Selection Iron and Steel”, Metal Park, Ohio, 44073. Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 ISBN: 978-979-95620-4-3 BT/MB - 194
4. Bishop, Smallman, ”Metalurgi fisik Modern dan Rekayasa Material”, edisi keenam, Erlangga, Jakarta, 2000. 5. Dieter, E. George, “Mechanical Metallurgy”, 3rd ed., McGraw Hill Book Company, Singapore, 1986. 6. Krauss, George, ”Principles of Heat Treatment of Steels”, ASM Metal Park, Ohio, 440773, 1980. 7. Kusharjanto, ”Perlakuan Panas dan Metalografi”, Laboratoria Metalurgi, Unjani, 1998. 8. K H Prabhudev, “Hand Book of Heat Treatment of Steels”, McGraw Hill, New Delhi, 2000. 9. Supardi, Rachmat, ”Pengetahuan Bahan Logam II: Pengujian Logam”, STTIB, Bandung, 1989. 10. Siswosuwarno,Marjono, ”Korelasi Antara Sifat Mekanik Dengan Transfomasi Fasa”, Lembaga Penelitian ITB, Bandung, 1988. 11. Suratman, Rochim, ”Panduan Proses Perlakuan Panas”, Lembaga Penelitian ITB, Bandung, 1995. 12. Wilson,Robert,”Metallurgy and Heat Treatment of Tool Steels”,McGraw Hill Book , London, 1975. 13. Smith, William F., ”Structure and Properties of Engineering alloys”, McGraw Hill, USA, 1981.
Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 ISBN: 978-979-95620-4-3 BT/MB - 195
