STEMAN 2014
ISBN: 978-979-17047-5-5
i
. !
PROSIDING
I
Seminar Nasional Teknologi Manufaktur 2014 (STEMAN 2014)
Tema: Teknologi Manufaktur Sebagai Pendorong Produk Industri Nasional
Bandung, 19-20 Agustus 2014 RINEKAMAYA Politeknik Manufaktur Negeri Bandung Jl. Kanayakan No. 21 Oago Bandung - 40135
Penyelenggara:
",.' ::,(>'." po/man -
Pirt(6';nExw/~
POLITEKNIK MANUFAKTUR NEGERI BANDUNG Jln. Kanayakan 21, Dago-Bandung 40135 Homepeqe http://www.polman-bandung.ac.id Telepon : (022) 250 0241, Fax: (022) 2502649 E-mail:
[email protected]
I
'I
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 presiding ini tidak bertanggung prosiding ini.
(pOLMAN Bandung). Artikel pad a 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
KATA 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 akadernisi, 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-L1PI. 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
:
Tim Pengarah
I
I!! "
:
Direktur POLMAN Para Wadir POLMAN :
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 - 250 02 41 ; Fax. 022 - 250 2649 Email:
[email protected] Homepage: stem an. 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.
,I
II ~,"
Dirjen Kerjasama Industri Internasional Ir. Agus Tjahajana, SE., M.Sc.
Kementerian
Perindustrian
Chief Operation Officer PT Astra Otoparts-Winteq Direktur - PT Federal Izumi Mfg. Reiza Treistanto
I 1"
Abstrak Makalah Peserta
BIDANG KAJIAN : REKAYASA DAN TEKNOLOGI MANUFAKTUR UNTUK PERTANIAN, PERTAMBANGAN, OTOMOTIF, ELEKTRONIKA, DLL Aplikasi Metode Perancangan Pahl-Beitz pad a Perancangan Lini Produksi Iman Apriana
2
Design tor Sustainability (DFS) and Design tor Environment Automotive industry SKH Muhammad Bin SKH Abd Rahim.
8
(DfE) 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 Eiendi.
21
The Optimization ot Power Conversion From Wind Energy Norhana Binti Saiee,
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 Tuang, dan Jumlah Deoksidas; Alumunium terhadap Porositas Gas dalam Proses Gravity Sand Casting pada Nozzle Cup Material
13 Ade Rachman.
38
Pengetnbangan Sistem Pengetuiati Suhu pada Heater Reaktor Auger untuk Proses Pirolisis Cepat Cangkang Sawit Izarul Machdar . . .. . . . .. . . .. .. .
48
Perencanaan kebencanaan
strategis
persediaan
peralatan
kebencanaan
berdasarkan
siklus
54
Muhammad Dirhamsyah.......
Perancangan Menggunakan
Ulang Tool Holder 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
71
Beny Bandanadjaja
BIDANG KAJIAN : PERAN(ANGAN
DAN PENGEMBANGAN PRODUK MANUFAKTUR
Implementasi Surfaces 3D Scanner Menggunakan untuk Reverse Engineering Obyek Sederhana
Metode
Triangulation
dan Tesselation
78
Bolo Dwiartomo. Analisis Simulasi Reinforced Pendekatan Pipa Multilayer
Asep Indra Komara. .
Thermoplastic Menggunakan
Pipe Dengan Metoda Elemen Perangkat Lunak Rekayasa
.....
. . ..
....
Optimasi Bentuk Pisau Penghancur Limbah Tempurung Bertakik untuk Mendapatkan Berat Optimum
Hingga Melalui
. . . . . . . . . .. . . . . .. .. . . . . . . . . .. . .
Kelapa
Berbentuk
Piringan
92
Aji Gumilar
Perancangan dan Pembuatan Keadaan Darurat Air
86
Prototipe
Mesin Pengolah
Yuliar Yasin Erlangga............................................
v
Air Bersih Sistem Mobile
untuk
98
ISBN 978-979-17047-5-5
STEMAN 2014
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 Karbida M3Cdan Ketahanan Aus Besi Cor EN-JN2019 Kus Hanaldi -.................... 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 Polylactide 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 Casttng of FCD 500 in Green Sand Mold Wiwik Purwadi...............................................................................
145
Analisis Kakisan Air pada Logam dalam Sistem Aliran Dandang Noor Azlan Bin Ngasman
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 Suger! Gumilar 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
Kajian Pengaruh Aditif terhadap Pembentukan Nano Deposite Nikel pad a Elektroplating Baja Karbon Rendah Dewi Idamayanti . . . . .. . . . .. 177
Optimalisasi Desain dan Simulasi pada Coran Blade Turgo- Turbine Roni Kusnowo........................................... . . .. .. . ... ... . ... . . .. . .. .. . .. . .. . . ...
182
BIDANG KAJIAN : PROSESDAN TEKNOLOGI MANUF AKTUR Optimalisasi Proses Pemesinan CNC Milling 3 Axis dengan Menggunakan Metode Taguchi Benny Haddli lrawan............................... 189
Pengaplikasian CAIP (Computer Aided Inspection Planning) pada Operasi OMM (On Machine Measurement) dengan Alat Ukur Probe: Sistem Global CAIP Yogi Muldani Hendrawan.. 195
Pengaplikasian CAIP (Computer Aided Inspection Planning) pada Operasi OMM (On Machine Measurement) dengan Alat Ukur Probe: Rekonstruksi Feature dengan Metode Perbandingan Antara Permukaan Yogi Muldani Hendrawan.. 202
Pengaruh Minyak Kelapa sebagai Dielektrik Alternatif pada Benda Kerja AISI P21 Tjun Mahsunadi..
terhadap Kinerja Edm Diesinking 208
3 Axis CNC Milling Tool Path Strategy for Machining Spherical Surface Uyana Bint! Norizan :......................... ..
216
Pengukuran kesesuaian produk terhadap spesifikasi untuk diameter pada bidang datar yang berbeda dan tidak sejajar Nandang Rusmana......
222
dan posisi lubang
Analisis Pengaruh Variasi Temperatur Media Quenching Pada Proses Hardening Terhadap Kekerasan Permukaan dan Tingkat Distorsi Baja AISI 1045 Fikry Fauzi Rachman........................................................................
227
The Study Of Mechanical Properties of Laminated Bamboo (Bmb) Strip/Epoxy Composites Muhammad Hafiz Bin Kamarudin.....
234
.. Vll
STEMAN 2014
ISBN 978-979-17047-5-5
ANALISIS PENGARUH VAKlASI TEMPERA TUR MEDIA
QUENCHINGPADAPROSESHARDENINGTERHADAP KEKERASAN PERMUKAAN DAN TINGKAT DISTORSI BAJA AISI 1045 Fikry Fauzi Rachman, Umen Rumendi Politeknik Manufaktur Ncgcri Bandung JI.Kanayakan No.21-Dago, Bandung - 40135 Phone/Fax: 022. 250 0241 /250 2649 Email : Fikri li'fu vailoll.cn.id
ABSTRAK Penelitian ini menyajikan pengaruh temperatur media quenching1.erhadap distorsi, kekerasan dan struktur mikro pada baja AISI 1045 (1.1730) . Baja AISI 1045 sering digunakan material untuk komponen mesin . Konsentrasi kandungan unsur baja AISI 1045 adalah 0,43 % C , 0,7 % Mn Dan 0,3 % Si . Distorsi merupakan salah satujenis deformasi yang terjadi setelah melalui proses hardening. Temperatur media quenching sering diabaikan dalam tahapan proses hardening sehingga tidak diketahui pengaruhnya terhadap hasil dari proses hardening. Sehingga dilakukan penelitian pengaruh temperatur media quenching terhadap distorsi, kekerasan dan struktur mikro. Metode penelitian ini menggunakan poros lurus sebagai spesimen pengujian. Enam sampel poros yang memiliki dimensi 350mm x 028mm akan dipanaskan sampai tcmperatur 850°C dan holding time selama 15 menit dan kemudian di-quenchingdalam tiga temperatur yang berbeda . Media quenching yang digunakan yaitu berupa air. Temperatur media quenchingadalah 2°C, 26°C dan 60°C. Parameter tetap yang ditentukan dalam penelitian ini adalah bentuk dan dimensi spesimen, waktu penahanan proses pengcrasan (holding time) , tempcratur hardening , volume media quenching dan jenis media quenching. Percobaan ini dilakukan untuk mengctahui pengaruh tcmperatur media quenching terhadap distorsi, kekerasan, dan struktur mikro pada proses hardeningmaterial baja AISI 1045. Hasil percobaan menunjukan tingkat distorsi maksimum tcrjadi pada benda kerja yang di-quenching dengan menggunakan air yang dipanaskan sampai 60°C yaitu sebesar 3,42 mm kemudian dengan air+ es (2°C) sebesar 3.21 mm dan air temperatur ruangan (26°C) yaitu 1,5 mm. Sedangkan untuk pencapaian kekerasan dan struktur mikro relatif sarna yaitu 58-60 HRC dan struktur yang terbentuk full martensite. Dari Hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa temperatur media quenching air tidak berpengaruh terhadap pembentukan struktur mikro dan kekerasan namun berpengaruh terhadap tingkat distorsi yang terjadi. Media quenching air dengan temperatur ruangan menghasilkan tingkat distorsi paling rendah.
Kata Kunci : quenching, distorsi, hardening distorsi pada benda kerja yang di-harden. Pada proses hardening umumnya temperatur media quenching (untuk AISI 1045 berupa air) umumnya diabaikan sehingga tidak diketahui apakah temperatur media quenching air berpengaruh terhadap kekerasan, tingkat distorsi dan struktur mikro yang terbentuk.
1. Pendahuluan 1.1.
Latar Belakang
Material AISI 1045 (1.1730) merupakan salah satu jenis material yang sering digunakan terutama untuk pembuatan komponen mesin baik berupa poros ataupun roda gigi. Material AISI 1045 memiliki kandungan karbon berkisar antara0.42-0.50% C, 0.6-0.9% Mn, 0.04% P(max), dan 0.05% S(max) (Totten, 2006). Untuk menunjang fungsi dari benda kerjaterkadang dibutuhkan proses hardening. Tingkat kekerasan dari proses hardening terdakadang tidak sesuai dengan yang diharapkan bahkan dapat terjadi
Dari beberapa pengalaman yang ditemui dilapangan, ditemukan beberapa masalah pada material AISI I045( 1.1730) dimana masalah yang umum ditemui yaitu tingkat distorsi yang berupa bengkok yang besar akibat dari proses hardening dari temperatur 830°C didinginkan secara cepat dengan media quenching air pada temperatur normal.
227
--
ISBN 978-979-17047-5-5
STEMAN 2014
Mengetahui apakah pengaruh dari dari temperatur media quenching berdampak pada kondisi kekerasan dan tingkat distorsi maka pada penelitian ini dilakukan percobaan dengan memvariasikan temperatur media quenching dan temperatur hardening yang konstan. 1.2.
''''' 8·
!:!!l . ¥."". N'''~
I
Tujuan Penelitian
Tujuan dari dilakukan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh vanasi temperatur media quenching air terhadap tingkat kekerasan permukaan, distorsi (kebengkokkan) yang terjadi dan struktur mikro pada baja AISI 1045 serta untuk mencari ternperatur media quenching air yang tepat untuk mengeraskan baja AISI 1045 terhadap ketercapaian kekerasan dan tingkat distorsi yang rendah
O(~---.7'----~OO----~'.O~--~'.~'--~:K----~' r r •...
Gambar I. Tahapan International, 1991)
2.3.
l
proses
quenching(ASM
Distorsi
Distorsi merupakan salah satu akibat dari proses pendinginan. Pada proses pendinginan dan transformasi terjadi perubahan dimensi secara linier seperti ditunjukan pada oleh gambar 2.
2. Kajian Pustaka 2.1.
·,AIIU!,.t
Material AIS I 1045
Material AISI 1045 merupakan salah satu jenis material yang termasuk mediaum carbon steel. Berdasar tabel Standard Carbon Steel Composition with SAE-AISI and Corresponding UNS Designation, batas kandungan unsur untuk baja AISI 1045 yaitu 0.42-0.5%C, 0.6-0.9% Mn, 0.04(10 P (max), dan 0.05% S (rnax) (Totten,2006). 2.2.
Quenching
Quenching adalah proses pendinginan logam secara cepat dari temperatur austenite (815870°C). Proses quenching pada baja bertujuan untuk mengontrol pembentukan martensite pada struktur mikro. Keberhasilan proses hardening dilihat dari tercapainya kekerasan, ketangguhan, kekuatan, struktur mikro serta residual strees, distorsi dan kemungkina retak yang rendah.
Garnbar 2. Perubahan dimensi linier pendinginan (ASM International. 1991)
akibat
Distorsi terjadi akibat dari tiga fenomena yaitu warping, thermally conductivity dan martensite form (ASM International, 1991).
Proses quenching terdiri dari tiga tahap yaitu tahap pertama pembentukan lapisan uap (vapor blanket stage), tahap kedua yaitu nucleating of boiling stage dan tahap ketiga yaitu convection stage (Totten,2006).
228
•
Warpage terjadi akibat ketidakseragaman panas. Sehingga penyusutan tidak terjadi secara bersamaan.
•
Thermally conductivity terjadi akibat ketidakseragaman proses pendinginan.
•
Martensite form, distorsi terjadi akibat pembentukan martensite.
STEMAN 2014
2.4.
ISBN 978-979-17047-5-5
Struktur Mikro
Q = m. L.
Baja memiliki bermacam-macam mikro antara lain (Singh, 2008): •
Dimana L adalah kalor laten yaitu kalor yang diserap atau dikeluarkan per satuan massa benda. Adapun hubungan kalor dengan asas black:
Ferrite, yaitu struktur mikro pad a baja yang memiliki sifat lunak, ulet dan magnetik.
•
Cementite / besi karbida, merupakan struktur yang keras dan rapuh.
•
Pearlite,merupakan struktur mikro perpaduan antara ferrite dengan cementite. Sifat yang terbentuk tergantung dari perbandingan antara ferrite dan cementite yang dikandung.
QlepQS
==
Qrerima
Ql = Ql
•
Ledeburite, struktur yang umumnya ditemukan pada besi cor yang terdiri dari struktur austenit da cementite.
•
Bainite, merupakan struktur yang campuran antara ferrite dan cementite dan memiliki struktur kristal lebih halus dibanding pearlte. Hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron.
•
2.5.
struktur
(4)
·(S) (6)
atau
3. Metodology Penelitian 3.1.
Diagram Alir Penelitian
RC~"'~ P('n('nh(JI1
+ercepan ~pe'ilm~
....aroer,m~
Martensite, yaitu struktur yang terbentuk akibat proses pendinginan cepat dari temperatur austenite.
~
I.JU"Jncnl!1g
Kapasitas Kalor
Kapasitas kalor adalah Perbandingan· antara banyaknya kalor ~Q yang dibutuhkan oleh benda untuk menaikan termperaturnya sebesar ~T(Furoidah. \C)C)4). Berikut adalah persamaannya:
c = flflTQ
(
OJeflQumou<.art DOlt a
t-'engotanar
I)
Ua!a
Dimana C merupakan kapasitas kalor. Dimana kapasitas kalor hm;,\ kali dari masaa dengan kalor jenis (c). c =
kapasitas kalor massa
Sehingga hubungan dengan kalor jenis:
Q
=
C.I1T
antara
= .£
Gambar 3. Diagram alir penclitian
(2)
3.2.
Prosedur Penelitian
Ir
kapasitas
= m. c.I1T
Hubungan kalor dengan perubahan
Prosedur penelitian beberapa tahap :
kalor
I.
(3) wujud :
229
dilakukan
dalam
Merencanakan penelitian meliputi menghitung volume media quenching minimum serta dan menentukan perbandingan air dengan
•••• STEMAN 2014
2.
ISBN 978-979-17047-5-5
es agar mendapatkan temperatur berkisar antara 2-5°C. Volume media quenching minimun yaitu IS L (alat yang tersedia 22 L) dan perbandingan airdan es l2,7L: 9,3L.
5.
Melakukan pengukuran distorsi awal setelah dilakukan proses hardening. Proses pengukuran distorsi dilakukan menggunakan mesin yang sama saat pengukuran awal dilakukan
Melakukan pembuatan sesuai dengan gambar :
6.
Melakukan pengujian kekerasan roc lovell C pada setiap benda kerja yang telah ditentukan. Proses pengujian kekerasan dilakukan sebanyak lima titik.
spes linen
\~
~
~~----------···-3<-CO----=-£&It Garnbar 4. Benda kcrja pcngujian disiorsi
Gambar -Z.Titik pcngujian kekerasan
7.
Melakukan pemeriksaan struktur mikro. Sebelum dilakukan pemeriksaan struktur mikro, benda kerja dilakukan proses polishing secara bertahap dengan menggunakan amplas 120,180,240, 280, 400. 600, 800, 1000, dan 1200. Kemudian di-polish dengan alumina setelah dilakukan proses etsa dengan cairan HN 3.
8.
Melakukan pengujian microvikers untuk menguji kekerasan struktur mikro yang terbentuk sehingga dapat ditentukan jenis struktur mikro yang terbentuk dilihat dari hasil pengujian kekerasan yang diperoleh.
Gambar 5. Benda kcrja pcngujian kckerasan dan
pcmcriksaan struktur mikro
3.
Melakukan pengukuran distorsi awal sebelurn dilakukan proses hardening. Proses pengukuran distorsi dilakukan dcngan mcnggunakan between center pada mesin bubut. Pengukuran dilakukan dengan mernutar benda kerja pada satu titik. Pergerakan maksimum pada dial jarum menandakan besar distorsi yang terjadi.
Garnbar 6. Pcngukuran distorsi
4.
Melakukan proses pemanasan benda kerja sampai temperatur 850°C diikuti dcngan waktu penahanan (holding time) IS menit. Kemudian melakukan proses quenching benda kerja pada masing-rnasing media quenching yang telah ditentukan.
23
STEMAN2014
ISBN
4. Hasil Dan Pembahasan 4.1.
1_
Hasil Pengukuran Distorsi
I~ 1.5 I~ 1 I I
I
men
rsi Spes;
0
40 80 120160200240280
_~~~~engukuran
(mm)
60'(
Suhi 26'(
2 1.5
Distorsi
.. ..J
2"(
0.5
Gambar 10. Distorsi spesimen 3 dan 4 ( di-quench di air temperatur 26°C) Grafik Hasil Pengukuran
Arr+
Suht
o o
40
80 120 160 200 240 280 Titik Pengukuran (mm) ~ ~~
L-
_
Gambar 8. Pebandingan tingkat distorsi dari rnasingmasing media quenching.
Sedangkan untuk hasil pengukuran distorsi dari masing-masing benda kerja adalah sebagai berikut :
IE3 ~ +
J_GrafikHasil Pengukuran
!'3 Tt
_TT-r-Distors, I
VI
52.5
t: 2 ~l.S ~ 1 ao .EO.S •.•. 0 ••..t-t-+-t-t-t-+-t-t-t-+-t-t-t-j
o
Gambar I I. Distorsi spesimen 5 dan 6 ( di-qllench di air+cs tempcratur 2°C)
D~~ji
spesirnen 1
Distorsi
I
speslrnen . 2 1
40 80 120 160 200 240 280 Titik Pengukuran (mm)
'------------------="-------=--......:.--------~
Gambar 9. Distorsi spesimen I dan 2 (di-qllench air temperatur 60°C)
231
I
:j
Suht -Air
I I
___ ~isto
o
L.. .
-Air
".~ 1 i=
spesi
II-
4
3.5 E 3 E :;-2.5
_Disto rsi
I~o.s
Perbandingan HasHPengukuran Distorsi
~
2
IE
Dari masing-masing media quenching memiliki tingkat tingkat distorsi tertinggi, jika dibandingkan dapat dilihat pada gambar berikut:
'0 <;;j
978-979-17047-5-5
Tingkat distorsi terbesar diperoleh dari benda kerja yang di-quench di air temperatur 60°C dengan tingkat distorsi yang terjadi yaitu 3.42 mm. Pada saat proses quenching permukaan luar benda kerja mengalami pendinginan lebih cepat daripada bagian dalam benda kerja. Temperatur media quenching yang tinggi memungkinkan penyusutan dibagian luar lambat sehingga penyusutan dipermukaan bagian luar masih memungkinkan dipengaruhi penyusutan yang terjadi pada bagian dalam benda kerja. Sedangkan pada media quenching air normal diperoleh distorsi 1.Smm, kemungkinan kecepatan penyusutan yang terjadi pada bagian permukaan dan bagian dalam tidak terlalu siginifikan. Pada benda kerja yang diquench dengan air+es suhu 2°C, tingkat distorsi yang terjadi yaitu 3.21 mm. Temperatur media quenching yang rendah mengakibatkan penurunan suhu permukaan benda sangat cepat sehingga dengan rendahnya temperatur permukaan dan temperatur media quenching, shrinkage yang
ISBN 978-979-17047-5·5
STEMAN 2014
terjadi dipermukaan relativ lebih sulit terpengaruh oleh shrinkageyang terjadi di bagian dalam benda kerja. 4.2.
Pengujian
Kekerasan
Berikut adalah hasil pengujian dengan menggunakan rod. ••.'ell C. Tabel
1. Hasil pcngujian
1
kekerasan Gambar 14.struktur Mikro hasil quench media air ternperatur 26°C, perbesaran 2000x
kekerasan
Air Panas
2
(60°C)
3
Air Normal
4
(26"C)
5
Air + Es
6
(2°C)
Gambar 15. Struktur Mikro hasil quenching media air+cs dengan temperatur 2°C. perbesaran 2000x Grafik Hasil Uji Kekerasan
61
IJ 'ij 5 a: 60. I:I:
!;
60 ; ~ 59.5 I
e
:~
59
i~
58.5
: ~
58
t, ~57.5 57 I-
T-'66:4---
----W~O --a:.-6O,1- _60.L
f59.7-sg: .-----. r:; -...........
g--·--
-.-
Air Pan<
.5.9.4
9.6
. .
9
-L--.-- _ ...__.?_9..1:__ ...
(GO'C)
59.3
.•••••
I
(26'C)
l. -... ---..... . ......_2~.~ ---..-.. i
.L-..-
i ._.~_ .....
...,..p
__
.__.
2
~---.-
3 •__.
'.__ .'
(l'C)
5
Titik Pengukuran ...•
Air + Es
...,---.
4
Air Normal
.t-..----------- ..--.-.-.---1
L
5 .
.._'.' __._,_.
..
.__ ._._.
....• _
Gambar 12. Grafik pcrbandingan kekcrasan
Berikut mikro:
Pemeriksaan adalah
hasil
Struktur
martensite.
5. Kesimpulan Dan Saran
Dari hasil penguj ian kekerasan, kekerasan yang dihasilkan tidak jauh berbeda. Sehingga jika dilihat dari grafik perbandingan kekerasan, temperatur media quenching tidak berpengaruh terhadap ketercapaian kekerasan. 4.3.
Dilihat pemeriksaan struktur mikro, struktur mikro yang terbentuk berupa garis-garis hitam yang terse bar -merata di semua bagian benda kerja. Setelah dilakukan pengujian dengan microvikers, tingkat kekerasan yang dihasilkan yaitu 723 HV (gambar 13), 610 HV (gambar 14) dan 709 HV (gambar 15). Dilihat dari penyebaran dan tingkat kekerasan yang dihasilkan, kemungkinan struktur mikro yang terbentuk ialah ful
5.1.
Kesimpulan
Dari hasil perobaan yang dilakukan maka dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut: •
Temperatur media quenching tidak berpengaruh terhadap pencapaian kekerasan dan struktur mikro tapi berpengaruh signifikan terhadap distorsi yang terjadi, dimana distorsi maksimum terjadi pada temperatur media quenching yang tinggi (60°C)
•
Temperatur media quenching yang mengahasilkan tingkat distorsi yang rendah dan tigkat kekerasan yang tinggi yaitu media quenching dengan temperatur ruangan (26°C).
Mikro
pemeriksaan
struktur
Gambar 13. Struktur Mikro hasil di-quench media air yang dipanaskan 60°C. pcrbcsaran ~OOOx
232
ISBN 978-979-17047-5-5
STEMAN 2014
5.2.
9.
Saran
Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya dilakukan proses quenching dengan menggunakan metode agitasi dengan memvariasikan kecepatan agitasi untuk mendapatkan kecepatan yang tepat sehingga dapat mempertahankan temperatur media quenching agar temperatur media quenching masih berada pada temperatur ruangan.
10. Jati, B. M. (2008). Fisika Dasar: Untuk Mahasiswa Ilmu Eksakta & Teknik. Yogyakarta: C.V Andi Offset. 1I. Singh, D. (2008). Fundamentals of Manufacturing Engineering. Boca Raton: CRC Press.
Ucapan Terima Kasih
12. Totten, G. E. (2006). Steel Heat Treatment Handbook, Second Edition - 2 Volume (Metallurgy and Technologies). Boca Raton: CRC Press.
Penulis ucapkan terima kasih kepada Bapak Umen Rumendi ST.,MT. selah! pembimbing dalam pembuatan tugas ahirdan proses penelitian yang telah dilakukan.
Daftar Pus taka l.
ASM International. (1991). ASM Handbook Volume 4 Heat Treating. ASM Handbook Comittee.
2.
ASM International. (2004). ASM Metal Handbook Vol.9 Methallography And Microstructure. ASM Handbook Committee.
Herrmann, K. (2011). Hardness Testing Principles And Applications. USA: ASM International.
3. ASTM. (1997). ASTM E 92 82 :Standard Test Method (or Vickers Hardness of Metallic Materials I. USA: ASTM International.
4. ASTM: (2006). E 18-00 .Standard Test Methods for Rockwell Hardness and Rockwell Superficial Hardness of Metallic Materials 1,2. United States: ASTM International. 5. Callister, W. D. (2006). Materials Science And Engineering An Introduction Seventh Edition. New York: Jhon Willey & Sons, Inc. 6. Fontana, M. G. (1987). Corrrosion Engineering Third Engineering. New York: Me Graw Hill. 7. Furoidah, I. (1994). Fisika Dasar I. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama. 8. Halliday, D. (2011). Principles of Physics Ninth Edition.' New Jersey: Jhon Willey and Son Ltd.
233
