SEMINAR NASIONAL Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri Ke-18

PROSIDING

SEMINAR NASIONAL Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri Ke-18 ISBN: 978-979-95620-8-1 Kantor Pusat Fakultas Teknik UGM Yogyakarta, 16 Mei 2012

Pusat Studi Ilmu Teknik Jurusan Teknik Mesin dan Industri Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 18

Editor: 1. Dr. Deendarlianto, ST, MEng 2. Prof. Dr. Ing. Ir. Harwin Saptoadi, MSE 3. Dr. Ir. Aswati Mindaryani, MSc. 4. Dr. Ir. Rini Dharmastiti, MSc 5. Ir. Suprihastuti SR, MSc. 6. Prof. Dr. Ir. Rochmadi, SU 7. Dr. Ir. I Made Suardjaja, MSc, PhD 8. Dr. Ir. Hary Sulistyo, SU 9. Dr. Ir. Sarto, MSc 10. Dr. M. Noer Ilman, ST, MSc 11. Dr. M.K. Herliansyah, ST, MT

Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 18 © 2012, Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Jurusan Teknik Kimia,Fakultas Teknik, Pusat Studi Ilmu Teknik, Universitas Gadjah Mada - Yogyakarta IISBN : 978-979-95620-8-1 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]

ISBN : 978-979-95620-8-1

12


KATA PENGANTAR Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi Di Bidang Industri yang ke 18 yang dilaksanakan tanggal 16 Mei 2012, bertempat di Kantor Pusat Fakultas Teknik UGM merupakan seminar rutin yang diselenggarakan oleh Pusat Studi Ilmu Teknik (PSIT) Universitas Gadjah Mada. Seminar ini terlaksana atas kerjasama antara PSIT UGM dengan Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik UGM. Seminar nasional ini merupakan forum diskusi dan tukar informasi bagi para peneliti, praktisi di bidang industri dan diharapkan dapat menghasilkan interaksi yang sinergis antara akademisi dan praktisi sehingga dapat mempercepat peningkatan laju perkembangan industri nasional. Dalam seminar ini telah disampaikan 56 makalah yang terbagi dalam sub topik : Bahan Teknik dan Mekanika Bahan, Perpindahan Panas dan Massa, Teknik

Reaksi

dan

Teknik Pembakaran, Mekanika Fluida, 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 peserta dan serta semua pihak yang telah membantu penyelenggaraan acara seminar.

Yogyakarta, 20 Juni 2012 Panitia Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi Di Bidang Industri ke 18

ISBN : 978-979-95620-8-1

13


DAFTAR ISI Kata Pengantar Daftar Isi

iii iv

BAHAN TEKNIK - MEKANIKA BAHAN 1

Rancang Bangun Struktur Separasi Roket RX 200 LAPAN Akibat Pengaruh Gaya Dorong Agus Budi Djatmiko 2 Perancangan Kekuatan Struktur Tabung Motor Roket RX 250 LAPAN Agus Budi Djatmiko 3 Pengaruh Perlakuan Panas T6 Pada Velg Paduan Aluminium Skrap Hasil Cetakan Sentrifugal Dengan Variasi Suhu Artificial Aging Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Ardi Widyatmoko Coating in Primary Reformer's Radiant Section 4 Baskara Aji Nugraha 5 Pengaruh Pemurnian Nata De Cassava Dengan Larutan Alkali Terhadap Sifat Mekanik Dan Morfologi Lembaran Serat Selulose Bakteria Dini Cahyandari, Heru Santoso Budi Rohardjo, Soekrisno dan Kusmono 6 Biokomposit Decker Pengaman Kaki Tulang Kering Pemain Sepak Bola Berbahan Komposit Sandwich Limbah Kardus dan Pelepah Pisang Garnis Prima Adita, Rahmat Ilham Zazzali, Eko Marsyahyo 7 Analisis Sifat Fisik Dan Mekanis Komposit Serat Alam Rami Acak (Random) Dengan Matrik SHELLAC Gugun Gundara 8 Pengaruh Feedrate Terhadap Surface Roughness dan Material Removal Rate Pada Operasi Bubut Bahan Austempered Ductile Iron Handoko dan Mudjijana 9 Kajian Pengaruh Parameter Pemesinan Terhadap Surface Roughness Pada Operasi Bubut Terhadap Bahan Austempered Ductile Iron Handoko dan Mudjijana 10 Analisa Kegagalan dari Work - Roll pada Continous Tandem Cold Rolling Mill I Ketut Sunarwa, Ery Mirzal Aziz, Reza Jaya Wardhana

ISBN : 978-979-95620-8-1

BT/MB - 1

BT/MB - 9 BT/MB - 15

BT/MB - 23 BT/MB - 28

BT/MB - 33

BT/MB - 39

BT/MB - 47

BT/MB - 54

BT/MB - 62

14


11

12

13

14 15 16

17

18

19

20

21

22

23

24

Peningkatan Ketangguhan Baja Paduan Rendah Kekuatan Tinggi (HSLA) Pada Produk TOOTH BUCKET Lilik Dwi Setyana dan Tarmono Studi Pendahuluan Pembuatan Struktur Porus BIPHASIC CALCIUM PHOSPHATE Untuk Aplikasi Biomedis Muhammad Kusumawan Herliansyah Pengembangan Komposit Ti/40HA Dengan Konsep Functionally Gradient Material Untuk Aplikasi Pasak Endodontik M.K. Herliansyah, Margareta Rinastiti, Isom Hilmi, Benny Benyamin Hardenability dan Ketahanan Korosi Paduan Fe-7,5Al-10Mn Ratna Kartikasari Sintering Material Keramik Nosel Roket D= 200 Sauman Analisis Kerusakan dan Evaluasi Sisa Umur Reheater Tube Ketel Uap Ditinjau Dari Aspek Perubahan Ketebalan Novi Sukma Drastiawati Studi Perbandingan Rancangan Tebal Dinding Struktur Cap Motor Roket RX-420 Yang Berbentuk Conical Section Dengan Bentuk Circular Flat Plate Setiadi Analisis Kegagalan Rancang Bangun Bejana Tekan Untuk Uji Tekan Hidrostatis Bahan Stainless Steel SS 17-7PH Diameter 450 MM Setiadi Pengaruh Suhu Terhadap Sifat Creep Baja Tahan Karat Ringan Tidak Beracun, Fe-Al-Mn R. Soekrisno, Kartikasari, R., Aminur, Purnomo, P.A. Pengaruh Jarak Piston Penekan Terhadap Sifat Mekanis Aluminium/Tembaga Matrix Composite Berpenguat Alumina Dibuat Secara HOT PRESSING Subarmono Pengaruh Variasi Beban Terhadap Distribusi Tegangan Geser Pada Kontak Antara UHMWPE Dan RIGID BODY Usman dan Rini Dharmastiti Karakterisasi Fisis Dan Mekanis Lapisan Khrom Keras Pada Baja Karbon Rendah Viktor Malau dan Sutan Simanjuntak Studi Efisiensi Proses Pengecoran Ingot Duralumin pada Tungku Reverberatory LPG Wahyono Suprapto Pengelasan Pipa Galvanis 3/4" Sistem Kondom Dengan Metoda Friction Welding (FW) Widia Setiawan dan Yosep Nugroho

ISBN : 978-979-95620-8-1

BT/MB - 68

BT/MB - 74

BT/MB - 81

BT/MB - 87 BT/MB - 93 BT/MB - 99

BT/MB - 106

BT/MB - 113

BT/MB - 118

BT/MB - 127

BT/MB - 133

BT/MB - 137

BT/MB - 146

BT/MB - 152

15


25

Karakteristik Akustik Papan Komposit Serat Sabut Kelapa Bermatrik Keramik Yusril Irwan

BTMB - 161

KENDALI PROSES 1 2

3 4

5

Produksi Ekstrak Kasar Selulase dengan Media Kayu Keras Diah Meilany, Chrysant Larasati Putri, Nitta Oktavia Kajian Awal Biosensor: Uji Stabilitas Kemampuan THIOBACILLUS FERROOXIDANS Pada Pengukuran Asam Askorbat Dwina Moentamaria, Zakijah Irfin Molecular Sieve Dehydration Unit of PT Badak NGL Fahmi Plant Optimization Using Advance Process Control (APC) In Kaltim Parna Industri Zaki Sani Rahman Penentuan Faktor Koreksi antara Simulasi dan Data Praktikum pada Modul Pengendali pH Type CRpH di Laboratorium Pengendalian Proses Jurusan Teknik Kimia POLINEMA Zakiyah Irfin, Profiyanti Hermien Suharti

KP - 1 KP - 7

KP - 16 KP - 22

KP - 28

MEKANIKA FLUIDA 1

2

3

The prediction of annual energy output of wind power machine on the variation of blade number using the combination of the Blade Element Momentum Theory and the Weibull distribution function Ridway Balaka, Aditya Rachman, Yuni Aryani Koedoes Studi Eksperimental Pengaruh Penambahan Diffuser Terhadap Unjuk Kerja Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu Dengan Variabel Bentuk da Panjang Diffuser Hermawan Model Simulasi Jaringan Perpipaan Transmisi Gas Dengan Metode Successive Substitution Joko Waluyo dan Nurrohmat Widjajanti

MF - 1

MF - 8

MF - 15

PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI DAN LINGKUNGAN 1

Hidrolisa Enzim dari Limbah Batang Jagung Menjadi Glukosa Melalui Pretreatment Basa Lemah Diyani Paramita dan Soeprijanto

ISBN : 978-979-95620-8-1

PL - 1

16


2

Pemanfaatan Gas Buang Kiln Pabrik Indarung V PT Semen Padang Sebagai Pembangkit Listrik dalam Upaya Menurunkan Emisi CO2 Spesifik Ujang Friatna

PL - 6

PERPINDAHAN KALOR DAN MASSA 1 2

3

4

Evaluasi Convection Section Primary Reformer (101-B) Pusri-III Ferlyn Fachlevie dan Nurni Astuti Koefisien Transfer Massa Isolasi Zat Warna dari Ubi Ungu Ariestya Arlene Arbita, Anastasia Prima Kristijarti, Rheina Arnesya Oktavia, dan Kania Rizki Pelapisan Baja Dengan Silika Secara Elektroforesis Untuk Perlindungan Terhadap Korosi Rian Intan Saputra, Ririn Kurniasari, Ance Linasari O.S.M, Ni Made Intan P.S, Khoirul D.S., Yulia Azatil I., M. Rohmaddan Heru Setyawan Karakteristik Perpindahan Kalor dan Fenomena Flooding Pada Aliran Berlawanan Arah Dalam Pipa Panas Vertikal Mahmuddin, Yusuf Baso, Amrullah

PKM - 1 PKM - 7

PKM - 11

PKM - 17

TEKNIK INDUSTRI 1

2

3

4

5

6

Pengaruh Faktor-faktor Budaya Keselamatan Terhadap Perilaku K3 Di Sebuah Perusahaan Peleburan Desiana Puspitasari, Rini Dharmastiti Analisis Kualitas Psikometri Kuesioner Kelelahan Dengan Metode Analytical Hierarchy Process (AHP) (Studi Kasus Pada Perawat Rumah Sakit) Diah Retno Irtani Sawitri, Nur Aini Masruroh, Rini Dharmastiti Analisis Pemilihan Produk Kerajinan Perak Kotagede Terbaik Menggunakan Metode Analytical Hierarchy Process (AHP) dan Fuzzy Analytical Hierarchy Process (FAHP) Esaka Diraga dan Andi Sudiarso Implementasi Kaizen (Continuous Improvement) Dalam Optimalisasi Pemakaian Batu Gerinda Mesin Chamfer Terhadap Efisiensi Produksi Coil Spring Fardyan Clarandita Nugroho, Eko Marsyahyo, Sibut Penentuan Jumlah Pemesanan Yang Optimal Dengan Model Q Sistem Inventory Probabalistik Hafidh Munawir, Ratnanto Fitriadi, Rahardian Dinda Perdana Pengembangan Perangkat Lunak Untuk Mendapatkan Informasi Jumlah Kendaraan Berbasis Data Citra Dengan Metode Background Estimation Herianto, Karina Dyasti Hari, Benedikta Anna

ISBN : 978-979-95620-8-1

TI - 1

TI - 7

TI - 14

TI - 20

TI - 28

TI - 34

17


7

Redesign Dashboard dan Layout Kontrol Bus DAMRI AC Berdasarkan Data Anthropometri Indah Pratiwi, Etika Muslimah, Eko Saputro 8 Pengembangan Model Prediksi Konsumsi Oksigen (VO2) Terpapar Temperatur Annisa Purbasari, Nur Aini Masruroh, Rini Dharmastiti 9 Pengembangan Canting Elektrik (Cantrik) Yang Ergonomis Siti Lestariningsih, Rini Dharmastiti, Bambang M. 10 Redesign TOOL BOX Sterilisasi Alat Medis Busi Pijar Menggunakan Metode Reverse Engineeering Siti Nandiroh, Ratnanto Fitriadi, Winarsih 11 Peramalan Jangka Menengah Terhadap Harga Komoditi Tambang Menggunakan Jaringan Syaraf Tiruan Model Backpropagation Stephanie Gracia dan Andi Sudiarso

TI - 41

TI - 48

TI - 54 TI - 60

TI - 68

TEKNIK REAKSI DAN TEKNIK PEMBAKARAN 1

2

3

4

5

6

Sintesa Silika Mesopori Dari Abu Bagasse Dengan Polyethylene Glycol Sebagai Template Ika Widiana, Heru Setyawan Pengaruh Temperatur dan F:S Terhadap Perolehan Yield dan Rendemen Pada Isolasi Zat Warna Dari Ubi Ungu Anastasia Prima Kristijarti, Ariestya Arlene Arbita, Kania Rizki, Rheina Arnesya Biosensor Glukosa Amperometrik Dengan PRUSSIAN BLUE/GLUCOSE OXIDASE Yang Dibuat Dengan Metode SOL-GEL Berbasis WATER-GLASS Khoirul Dwi S, Yulia Azatil I, Dyanroz R, Zarra Miantina P, Rizki Pratama dan Heru Setyawan Produksi High Fructose Syrup dari Pati Sagu dengan Metode Hidrolisis Enzimatik Anastasia Prima Kristijarti, Tony Handoko, Lucy Andrea, Cindy Adelia Lactic Acid Production From Molasses And Tofu Liquid Waste Using Lactobacillus bulgaricus And Rhizopus oryzae Maryanty Yanty. Yanty; Tri Anisa nur erma. Influence of Addition of Poly Vinyl Amine (PVAM) On ZNO Nanoparticles Dispesion Nanik Hendrawati

ISBN : 978-979-95620-8-1

TR/TP - 1

TR/TP - 7

TR/TP - 12

TR/TP - 17

TR/TP - 22

TR/TP - 28

18


PENINGKATAN KETANGGUHAN BAJA PADUAN RENDAH KEKUATAN TINGGI (HSLA) PADA PRODUK TOOTH BUCKET Lilik Dwi Setyana, ST.,MT dan Ir. Tarmono, MT

Program Diploma Teknik Mesin, Sekolah Vokasi, UGM Jl. Grafika No 2A, Yogyakarta (email: [email protected])

INTISARI Salah satu produk yang dihasilkan industri pengecoran di Ceper, Klaten adalah tooth bucket backhoe maupun excavator yang digunakan untuk mengambil bongkahan batu bara di pertambangan batu bara. Produk dibuat dari baja paduan rendah kekuatan tinggi (HSLA) yang mempunyai ketahanan aus tinggi (wear resistant) dan ketahanan impak tinggi, namun ternyata produk yang dihasilkan memiliki ketahanan aus maupun ketahanan impaknya belum tinggi. Penelitian yang dilakukan dengan cara variasi perlakuan panas material HSLA meliputi austenisasi (900oC) dilanjutkan proses normalising serta quenching _ tempering (variasi temperatur 200oC, 300oC, 400oC, 500oC). Pengujian yang dilakukan meliputi struktur mikro, impak, keausan dan kekerasan Hasil menunjukkan bahwa Struktur mikro as cast terdiri dari ferit dan perlit kasar. Harga kekerasan yang tertinggi (618 VHN) dan harga impact tertinggi (0,082 J/mm2) terjadi pada spesimen dengan perlakuan panas quench_temper temperatur 200oC. Tingkat keausan terendah terjadi pada spesimen dengan perlakuan panas quench_temper temperatur 200oC dengan tingkat keausan 1,5.10-7 mm3/kg.m. Perlakuan panas yang disarankan agar produk tooth bucket lebih awet adalah quench-temper temperatur 200oC

Kata kunci : tooth bucket, HSLA, tempering

A.

PENDAHULUAN

Latar Belakang Penelitian Salah satu lndustri pengecoran di Klaten menghasilkan berbagai produk yang sebagian besar adalah pesanan dari berbagai industri yang diharapkan langsung dapat dipakai/diaplikasikan dengan kekuatan yang distandarkan. Salah satu produk yang dihasilkan adalah tooth bucket yang digunakan untuk mengambil bongkahan batu bara di pertambangan batu bara. Produk dibuat dari baja paduan rendah kekuatan tinggi (HSLA) yang seharusnya mempunyai ketahanan aus dan impak tinggi, namun ternyata produk yang dihasilkan belum memiliki ketahanan aus maupun impaknya yang tinggi. Penelitian dilakukan agar diperoleh perlakuan panas (heat treatment) yang sesuai untuk material High Strength Low Alloy Steel (HSLA) sehingga ketahanan aus dan kekuatan impak produk meningkat.

Tujuan Penelitian 1. Mengetahui pengaruh perlakuan panas material High Strength Low Alloy Steel (HSLA)(SCMnCr) meliputi austenisasi-quenching-tempering maupun normalizing.

ISBN : 978-979-95620-8-1

IBT/MB - 68


2. Mengetahui jenis perlakuan panas material High Strength Low Alloy Steel (HSLA)

(SCMnCr) yang sesuai sehingga ketahanan aus dan kekuatan impak produk tooth bucket meningkat. Manfaat Penelitian dilakukan agar diperoleh perlakuan panas (heat treatment) yang sesuai untuk material High Strength Low Alloy Steel (HSLA) (SCMnCr) sehingga ketahanan aus dan kekuatan impak produk tooth bucket meningkat.

Tinjauan Pustaka

Jian-Feng N. dan Allan M. (2010), melakukan penelitian tentang C-Mn High Strength Low Alloy steel (HSLA) yang dilakukan proses austenizing dan quenching termasuk transformasi selama annealing (ART-annealing). Pengamatan ultrafine grained duplex microstructure dilakukan dengan SEM/EBSD, TEM and XRD. Struktur mikro terdiri dari struktur martensit yang halus dan austenite dengan fraksi volume hingga 30% setelah proses annealing. Sifat mekanik diukur dengan uniaxial tensile testing dengan kekuatan (Rm: 1GPa) dan regangan (A5: 40%) untuk kondisi 30% austenite metastabil C-Mn-HSLAs. Li Xiaoxia (2009), melakukan penelitian mengenai pengaruh proses perlakuan panas pada mikrostruktur dan sifat baja kekuatan tinggi dan tahan aus HB400. Penelitian meliputi pengaruh roll panas- quenching, roll panas- tempering pada suhu yang berbeda terhadap struktur mikro dan sifat mekanik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa struktur mikro setelah quenching adalah martensit yang memiliki kekuatan yang baik dengan kombinasi ketangguhan dan ketahanan aus. Struktur mikro setelah proses tempering pada 250 ℃, kekuatan dan kekerasan baja tidak berubah secara jelas, namun keausan lebih baik. Cheng Juqiang (2007), melakukan penelitian tentang pengembangan bahan tooth bucket dari baja kekuatan tinggi dan aplikasinya yang mengarah pada kondisi kerja dan persyaratan kinerja pada bahan tooth bucket excavator dan loader. Hasil penelitian terlihat struktur mikro martensit, bainit dan austenit setelah perlakuan quenching dan tempering, kekuatan tarik au 2: 1.650 MPa, ketangguhan AKU 2: 20 J dan kekerasan 46 hingga 52 HRC. Tooth bucket bahan baja cor kekuatan tinggi menunjukkan ketangguhan yang tinggi setelah mengalami perlakuan quenching dan tempering. LlU Rong, dkk (2006) melakukan penelitian mengenai pengaruh temperatur quenching dan tempering pada sifat mekanis dan mikro baja paduan rendah dengan hasil menunjukkan bahwa struktur mikro terdiri dari martensit, austenit sisa dan beberapa karbida setelah quenching dengan media minyak pada 890oC x 1h dan tempering pada 250oC x 2 h. HRC2:50, A KU 2:40 J/cm2. Zhen-Ming He, dkk (2003) melakukan penelitian tentang metode peningkatan kekerasan dan ketahanan aus material austenitic manganese steel under non-severe impactloading conditions. Hasil penelitian menunjukkan terjadinya dislocation density and stacking faults dengan stabilitas austenit yang tinggi. Dibandingkan dengan Hadfield steel, terjadi peningkatan kekerasan 60% - 120%, dan peningkatan ketahanan aus 50% -140%. Baja paduan rendah dengan komposisi columbium, vanadium dan silikon, dalam jumlah tertentu akan menaikkan kekuatan tarik hingga 80 ksi, ketangguhan yang baik pada temperatur rendah, serta mampu bentuk yang baik. Kandungan mangaan yang cukup besar akan menaikkan kekuatan terlebih setelah dilakukan proses penuaan (Stephen J. M dkk., 1975).

ISBN : 978-979-95620-8-1

IBT/MB - 70


B. METODOLOGI PENELITIAN Penelitian yang dilakukan dengan bahan dan metode sebagai berikut: 1. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini Low Alloy steel SCMNCR yang digunakan di pabrik pengecoran Ceper, Klaten. 2. Penelitian dilakukan dengan cara variasi perlakuan panas meliputi austenisasi (900oC) dilanjutkan proses normalising serta quenching _ tempering (variasi temperatur 200oC, 300oC, 400oC, 500oC). 3. Pengujian yang dilakukan meliputi struktur mikro, impak, keausan dan kekerasan 4. Alat ataupun mesin yang akan digunakan untuk penyelesaian penelitian ini antara lain tungku induksi, ladel, universal testing, universal wear, hardness tester, microscope, alat uji unsur.

C.

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Pengamatan Struktur Mikro Struktur mikro raw material (as cast) terdiri dari ferit dan perlit dengan ukuran yang besar (kasar) seperti terlihat pada Gambar 1.a. Struktur mikro yang didominasi oleh ferit dan perlit menjadikan material mempunyai sifat yang lunak sehingga ketahanan ausnya rendah.

Perlit

Ferrit 25 µm a.

25 µm b.

Martensit Temper

25 µm c.

25 µm

25 µm d.

25 µm

e. f. Gambar 1. Struktur mikro a. raw material; b. austenisasi-normalising; c. austenisasiquenching 200oC; d. austenisasi-quenching 300oC; e. austenisasi-quenching 400oC; f. austenisasi-quenching 500oC ISBN : 978-979-95620-8-1

IBT/MB - 71


Spesimen dengan perlakuan austenisasi 900oC kemudian dilanjutkan proses normalising terlihat struktur ferit dan perlit kasar. Jumlah perlit lebih banyak daripada ferit, hal ini menyebabkan kekerasan yang lebih tinggi apabila dibandingkan dengan raw material. Kekerasan yang lebih tinggi menyebabkan ketahanan aus meningkat. Spesimen dengan perlakuan austenisasi - quenching dilanjutkan dengan tempering pada temperatur 200oC, 300oC, 400oC, 500oC tampak martensit temper dengan besar butir yang berbeda. Semakin tinggi temperatur temper menjadikan struktur martensit semakin kasar (Gambar 1c, 1d, 1e, 1f), hal ini menyebabkan kekerasan yang semakin menurun dan menjadikan tingkat keausannya meningkat. Pengujian Kekerasan Pengujian kekerasan dilakukan dengan metode indentasi Vickers yang dapat dilihat pada Tabel 1 dan Gambar 2. Kekerasan raw material (as cast) 277 VHN , namun setelah dilakukan austenisasi-normalising, kekerasan meningkat menjadi 573 VHN. Peningkatan kekerasan setelah dinormalising menurunkan tingkat keausan material dari 2,9.10-7 mm3/kg.m menjadi 2,6.10-7 mm3/kg.m. Peningkatan kekerasan dibanding raw material (as cast) juga terjadi pada spesimen yang mengalami proses austenisasi-quenching-tempering pada temperatur 200oC, 300oC, 400oC dan 500oC (berturutan 618, 598, 516 dan 463 VHN). Peningkatan kekerasan disebabkan terbentuknya martensit yang bersifat keras karena adanya karbon yang terjebak dalam sel satuan sehingga latis-latis sel satuannya terdistorsi.

Gambar 2. Grafik pengujian kekerasan Semakin tinggi temperatur tempering maka tingkat kekerasan semakin rendah, karena konsentrasi tegangan yang disebabkan adanya karbon yang terjebak dalam sel satuan berkurang. Harga kekerasan tertinggi (618 VHN) terjadi pada spesimen setelah mengalami perlakuan panas austenisasi-quenching kemudian dilakukan proses temper 200oC. Tingkat kekerasan spesimen berpengaruh terhadap tingkat keausan, dimana semakin tinggi kekerasan maka tingkat keausan materil menjadi lebih rendah.

Pengujian Keausan Pengujian keausan dilakukan dengan universal wear dengan hasil seperti terlihat pada Gambar 3. Tingkat keausan raw material (as cast) 2,8.10-7 mm3/kg.m, sedangkan setelah dilakukan proses normalizing tingkat keausan turun menjadi 2,5.10-7 mm3/kg.m.

ISBN : 978-979-95620-8-1

IBT/MB - 72


Tingkat keausan terendah terjadi pada spesimen dengan perlakuan quench-temper pada temperatur 200oC, yaitu 1,5.10-7 mm3/kg.m. Tingkat keausan berangsur-angsur naik dengan kenaikan temperatur temper dari 300oC, 400oC dan 500oC (2,05.10-7; 2,13.10-7; 2,16.10-7 mm3/kg.m).

Gambar 3. Grafik pengujian keausan Tingkat keausan suatu material sangat dipengaruhi oleh tingkat kekerasan dan struktur mikronya. Material dengan struktur mikro ferrit dan perlit yang bersifat lunak menjadikan tingkat keausannya tinggi, sedangkan material dengan struktur mikro martensit akan mempunyai tingkat keausannya rendah dengan kata lain material tersebut tahan aus, seperti dalam penelitian yang dilakukan Li Xiaoxia (2009), bahwa struktur mikro setelah quenching adalah martensit yang memiliki kekuatan yang baik dengan kombinasi ketangguhan dan ketahanan aus. Struktur mikro setelah proses tempering pada 250 ℃, kekuatan dan kekerasan baja tidak berubah secara jelas, namun keausan lebih baik Pengujian Impact Hasil pengujian impact tertinggi sebesar 0,082 J/mm2, terjadi pada material quenchtemper pada temperatur 200oC, seperti terlihat pada Gambar 4. Kekerasan suatu material akan berpengaruh terhadap ketahanan suatu material yang mengalami pembebanan yang dilakukan secara mendadak (impact). Material yang mengalami quench-temper pada temperature temper lebih tinggi, kekuatan impact kecenderungan mengalami penurunan.

Gambar 4. Grafik hasil pengujian impact

ISBN : 978-979-95620-8-1

IBT/MB - 73


Pengujian Komposisi Kimia Pengujian komposisi kimia dengan hasil seperti ditunjukkan pada Tabel 2. Paduan utama berupa unsur Mn, Cr, C, Si sehingga masuk dalam penggolongan baja SCMnCr.

Tabel 2. Hasil pengujian komposisi kimia

D.

Fe

94.26

Cr

2.86

C

0.52

Mo

0.32

Si

0.59

Ni

0.09

Mn

0.93

Al

0.24

p

0.04

Cu

0.03

S

0.01

v

0.01

KESIMPULAN Setelah melakukan pengujian dan analisa, dapat diambil kesimpulan antara lain: 1. Struktur mikro as cast terdiri dari ferit dan perlit kasar 2. Harga kekerasan yang tertinggi (618 VHN) dan Harga impact tertinggi (0,082 J/mm2) terjadi pada spesimen dengan perlakuan panas quench-temper temperatur 200oC 3. Tingkat keausan terendah terjadi pada spesimen dengan perlakuan panas quench-temper temperatur 200oC dengan tingkat keausan 1,5.10-7 mm3/kg.m 4. Perlakuan panas yang disarankan agar produk tooth bucket lebih awet adalah quench-temper temperatur 200oC

E.

DAFTAR PUSTAKA

Jian-Feng N and Allan M., 2010., Ultrafine Grained High Strength Low Alloy Steel with High Strength and High Ductility., Materials Science Forum (Volumes 654 - 656). Ll Xiaoxia, dkk., 2009., Influence of Heat Treatment Process on Microstructure and Properties of HB400 Wear Resistant Steel., National Engineering Research Center for Advanced Rolling Technology, Beijing University of Science and Technology, Beijing 100083, China Cheng Juqiang., 2007., Development of Bucket Tooth Material of Hight Strength Cast Steel and Its Application., Dept of Materials Science and Engineering, Xi'an lnstitute of Technology, Xi'an 710032, China LlU Rong, dkk., 2006., Influence of Heat Treatment Process on Microstructure Properties of Wear-resistant Low Alloy Steel., College of Materials Science and Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450002, China Surdia. T., dan Saito. S., 1997, "Pengetahuan Bahan Teknik", PT Pradnya Paramita, Jakarta Stephen J. M dkk., 1975, High Strength Low Alloy Steel., Republik Steel Corporation, Clevelend, Ohio. Zhen-Ming H., Qi-Chuan J., Shao-Bo F. and Jing-Pei X., 1987., Improved work-hardening ability and wear resistance of austenitic manganese steel under non-severe impactloading conditions., Department of Metallic Materials Engineering, Jilin University of Technology, Changchun China

ISBN : 978-979-95620-8-1

IBT/MB - 74

SEMINAR NASIONAL Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri Ke-18

Recommend Documents