laporan pengujian merusak

7/25/2019 Laporan Pengujian Merusak

1/29

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Perlakuan panas (heat treatment) didefinisikan sebagai suatu kombinasi dari

pengendalian pemanasan dan pendinginan pada temperatur dan waktu tertentu untuk

menghasilkan logam dengan sifat mekanik yang diinginkan. Perlakuan panas

dilakukan untuk mendapatkan mikro struktur logam yang seragam, meningkatkan

kekuatan, kekerasan, keuletan, ketangguhan (untuk finishing product), serta sifat

mampu las, sifat mampu mesin, sifat mampu bentuk dan dapat mengurangi tegangan

sisa (untuk produk setengah jadi), yang muncul dari hasil pengerjaan logam tersebut

sebelumnya.

Beberapa jenis perlakuan panas antara lain normalizing, annealing,

spheroidizing, homogenizing, full annealing, stress relieving dan recristallization,

dapat meningkatkan keuletan dan ketangguhan logam, sedangkan quenching atau

hardeningdapat meningkatkan kekerasan dan kekuatan logam. Sifat-sifat mekanik

yang dihasilkan ini didukung oleh mikro struktur yang terbentuk setelah perlakuan

panas, struktur mikro tersebut antara lain distribusi fasa ferit, perlit, martensit dan

fasa hasil transformasi lainnya.

ntuk mempelajari perlakuan panas maka terlebih dahulu harus mempelajari

karakteristik baja selama proses transformasi selama pemanasan maupun

pendinginan, karena hal ini dapat dilakukan untuk memprediksi struktur mikro apa

yang terbentuk. !ekanisme transformasi struktur dalam baja akan dipengaruhi

pengaturan temperatur pemanasan, waktu penahanan (holding time) dan unsur paduan

yang terkandung dalam baja. "ujuan perlakuan panas yaitu untuk menghasilkan

logam dengan sifat mekanik yang diinginkan.

#

#


2/29

1.2 Tujuan Penelitian

!emahami tujuan perlakuan panas dan pengaruhnya terhadap perubahan sifat

kekerasan logam. Perlakuan panas yang dilakukan adalah quenchingdan normalizing.

1.3 Ruang Lingku Penelitian

$alam percobaan perlakuan panas kali ini dibatasi hanya dengan cara

%uenching, dan normali&ing serta 'ariable sifat mekanik yang ditinjau adalah sifat

kekerasan.

1.! "iste#atika Penulisan

Penulisan laporan ini terdiri dari enam bab. Bab #, yaitu pendahuluan yang

berisi latar belakang masalah, tujuan percobaan, batasan masalah, dan sistematika

penulisan. Bab , yaitu tinjauan pustaka yang terdiri dari definisi perlakuan panas,

transformasi fasa pada saat pemanasan, transfor,asi pada saat pendinginan,

Pembentukan Perlit. Bab , yaitu metode percobaan yang terdiri dari diagram alir

percobaan, alat dan bahan yang digunakan, serta prosedur percobaan. Pada bab *,

data percobaan terdiri dari tabel hasil percobaan dan grafik hasil percobaan. Bab *

merupakan pembahasan. Pada bab * terdiri dari kesimpulan hasil percobaan yang

telah dilakukan.

+


3/29

BAB II

TIN$AUAN PU"TA%A

2.1 De&inisi Perlakuan Panas

Perlakuan panas (heat treatment) didefinisikan sebagai suatu kombinasi dari

pengendalian pemanasan dan pendinginan pada temperatur dan waktu tertentu untuk

menghasilkan logam dengan sifat mekanik yang diinginkan. Perlakuan panas

dilakukan untuk mendapatkan struktur mikro logam yang seragam, meningkatkan

kekuatan, kekerasan, keuletan, ketangguhan serta sifat mampu las, sifat mampu

mesin, sifat mampu bentuk, dan dapat mengurangi tegangan sisa (untuk produk

setengah jadi), yang muncul dari hasil pengerjaan logam sebelumnya.

Proses ini sangat dipengaruhi oleh kondisi awal material seperti komposisi

kimia serta struktur mikro, karena suatu baja atau paduan meski memiliki komposisi

yang sama, namun struktur mikronya berbeda, maka sifat mekaniknya pun berbeda

yang semua ini dipengaruhi oleh proses perlakuan panas yang dialami oleh material

tersebut.

Proses pemanasan biasanya dilakukan sampai suhu austenit yang akan

bertransformasi selama proses pendinginan, pemberian waktu tahan (holding time)

bertujuan untuk memberikan kesempatan atom-atom untuk berdifusi

menghomogenkan austenit. Pendinginan akan menyebabkan austenit bertransformasi

dan struktur mikro yang terbentuk akan sangat tergantung dari laju pendinginan.

Besi dikenal sebagai satu logam yang memiliki sifat allotropi, memiliki

bentuk lattice yang berbeda, besi memiliki tiga macam modifikasi allotropi.padagambar #. menunjukan kur'a pendinginan besi murni cair yang didinginkan akan

mulai membeku pada # / menjadi besi delta (0) dengan struktur B//. Pada #122

/ akan mengalami transformasi menjadi besi gamma (3) struktur 4//. Besi gamma

ini tetap stabil sampai temperatur 5#2 2/, dimana terjadi transformasi lagi menjadi


4/29

besi alpha non magnetik (6) yang berstuktur B//. Pada pendinginan selanjutnya

sudah tidak ada lagi perubahan transformasi fasa. Pada 789 2/ terjadi perubahan

menjadi besi alpha non magnetik menjadi alpha magnetik, tetapi tidak terjadi

perubahan pada struktur kristal.

Setiap proses transformasi selalu mengalami penghentian penurunan

temperatur yang ditandai oleh garis mendatar, yang menunjukan proses berlangsung

secara isothermal. "iap bentuk allotropi besi mempunyai kemampuan melarutkan

karbon yang berbeda-beda.

#. Besi delta mampu melarutkan karbon sampai maksimum 2.#2 :

pada #22 /

+. Besi gamma mampu melarutkan karbon sampai maksimum +.2 :

pada ##2 ;/

. Besi alpha mampu melarutkan karbon sampai maksimum 2.2+ :

pada 7+ ;/


5/29

pendinginan, seperti pada


6/29

$imana lamel-lamel ferrit dan sementit dari perlit akan bereaksi membentuk

austenit. "emperatur tidak akan mengalami kenaikan bila perlit belum habis, setelah

habis kenaikan temperatur akan terjadi dan ferrit proeutektoid akan mengalami

transformasi allotropi ferit yang B// akan menjadi austenit yang 4//.

Bila pemanasan mencapai temperatur ># maka akan terjadi reaksi eutektoid

seperti baja hipoeutektoid yaitu ferit dan sementit pada perlit akan bereaksi

membentuk austenit. Pada temperatur ># austenit mengandung 2.9: /, sisanya

berada pada sementit, jika temperatur dinaikan diatas >#, maka kemampuan austenit

melarutkan karbon juga akan naik, sehingga karbon yang tadinya berada pada

sementit sedikit demi sedikit mulai larut kedalam austenit, jaringan austenit lama

kelamaan akan menipis dan akhirnya akan habis, struktur seluruhnya sudah menjadi

austenit.

>ustenit yang terbentuk belum homogen, dimana pada baja hipoeutektoid

austenit dari perlit mengandung 2,9:/ sedang yang berasal dari ferit kadar karbon

jauh lebih sedikit. Pada baja hipereutektoid austenit awalnya mengandung 2,9:/ dari

perlit, namun akan bertambah dari karbon yang larut dari jaringan sementit yang

berada disekitar austenit.

2.3 Trans&'r#asi (asa Pa)a "aat Pen)inginan

$alam suatu proses laku panas, setelah mencapai temperatur austenit dan

ditahan pada temperatur tersebut secukupnya maka selanjutnya dilakukan

pendinginan dengan laju pendinginan tertentu.

Struktur mikro yang terjadi setelah pendinginan akan tergantung pada laju

pendinginan. Sehingga akan dapat diprediksi sifat mekanik apa yang diharapkan.

"ransformasi fasa pada saat pendinginan memegang peranan penting terhadap sifat

baja yang dikenal suatu proses laku panas. >ustenit dari baja hipoeutektoid bila

didinginkan dengan lambat, pada temperatur kritis >mulai membentuk inti kristal

ferit yang tumbuh pada batas butir kristal austenit. "ransformasi ini terjadi karena

austenit mengalami perubahan allotropi dari besi gamma menjadi besi alpha. =arena

8


7/29

ferit hanya dapat melarutkan karbon dalam jumlah sedikit maka kandungan karbon

dalam austenit akan semakin besar bila ferit yang tumbuh makin banyak (ditandai

dengan turunnya temperatur), besarnya kandungan karbon dalam austenit dengan

menurunnya temperatur mengikuti garis >, sehingga pada temperatur mencapai titik

>#komposisi sisa austenit sama dengan komposisi eutektoid dan selanjutnya austenit

akan bertransformasi menjadi perlit.

2.! Mekanis#e Pe#*entukan Perlit

Pembentukan perlit dimulai dengan tumbuhnya inti sementit pada batas butir

austenit. ntuk tumbuhnya sementit yang memiliki kadar karbon 8,87: diperlukan

sejumlah karbon yang diperoleh dari austenit disekitarnya, yang mengeluarkan

karbon untuk dapat menjadi ferit.

=arbon ini selanjutnya akan keluar kekanan dan kekiri dan sebagian kagi

mengumpul pada sementit untuk bertumbuhnya sementit yang sudah ada, dan yang

keluar ke sisi lain akan membentuk sementit baru. Proses ini berlangsung terus

menerus sehingga akan diperoleh struktur yang berlapis-lapis (lamellar) yang terdiri

dari ferit dan sementit yang disebut perlit.


8/29

dan recristalization dan pada kondisi non e%uilibrium antara lain yaitu thermal

hardening, tempering, austempering, martempering..

2.+ Perlakuan Panas Pa)a %'n)isi E,uili*riu#

Perlakuan panas yang terjadi pada kondisi e%uilibrium akan menghasilkan

struktur mikro yang mendekati diagram fasanya.Annealing adalah suatu proses laku

panas yang dilakukan pada logam atau paduan dalam pembuatan produk. Prinsip

annealing ialah memanaskan baja sampai suhu tertentu, kemudian menahannya

selama waktu tertentu kemudian didinginkan dengan lambat.

"ujuan utama proses annealing ialah melunakan, menghaluskan butir kristal,

menghilangkan internal stress, memperbaiki machinability dan memperbaiki sifat

kelistrikan@kemagnetan.

Bentuk-bentuk perlakuan panas annealing

1. Full annealing

2. ormalizing

!. "pherodizing

#. "tress relief annealing

$. %omogenizing

2.+.1 Full annealing

"ujuan dari proses full annealing adalah untuk membuat baja lebih lunak,

menghaluskan butir kristal, serta dapat memperbaiki sifat machinability. Berbagai

macam proses annealing dilakukan dengan memanaskan baja sampai temperatur

diatas > untuk baja hipoeutektoid dan diatas garis ># untuk hipereutektoid.

=emudian didinginkan dalam dapur atau ruang yang memiliki penyengat panas yang

baik sehingga memberikan efek pendinginan yang sangat lambat.

Baja dalam proses mengalami pemanasan yang cukup tinggi biasanya butiran

kristalnya terlalu besar atau kasar sehingga sifat mekaniknya kurang baik sehingga

perlu dihaluskan dengan proses annealing.

9


9/29

Selama pemanasan di bawah garis ># belum nampak ada perubahan,

perubahan mulai terjadi setelah mencapai temperatur kritis ># butir kristal perlit

bertransformasi menjadi kristal austenit yang halus. Pada baja hipoeutektoid bila

pemanasan lebih tinggi maka ferit akan bertransformasi menjadi austenit yang

berbutir halus sedang austenit yang berasal dari perlit hampir tadak berubah.

Perubahan akan selesai pada garis >, pada saat ini austenit masih halus namun belum

homogen. $engan menaikan temperatur sedikit diatas >dan memberi holding time

seperlunya akan diperoleh austenit yang halus dan homogen, sehingga bila

didinginkan lambat akan diperoleh kristal ferit dan perlit yang halus, begitu juga

sebaliknya.

$eformasi dingin atau pemanasan yang tinggi dan pendinginan yang cepat

akan meningkatkan kekerasan suatu baja, bila diinginkan sifat lunak tertentu baja

tersebut harus dilakukanfull annealing, sehingga akan terbentuk ferit dan perlit serta

perlit dansementit net&or'(baja hipoeutektoid) yang lebih lunak sebelumnya.

2.5.2 Normalizing

Pemanasan untuk normalizing lebih tinggi dari pada pemenasan untuk full

anneling sampai sekitar diatas temperatur >untuk baja hipoeutektoid, pendinginan

dilakukan di udara, sehingga lebih cepat menyebabkan kecepatan pembentukan ferit

proeutektoid dan perlit akan lebih banyak.

Pendinginan yang lebih cepat akan menyebabkan lamel sementit pada perlit

menjadi lebih tipis jugasementit net&or'pada baja hipereutektoid menjadi lebih tipis

atau terputus-putus. Aadi normalizing pada umumnya menghasilkan struktur yang

halus, sehingga baja dengan komposisi kimia yang sama akan memiliki yield

strength, kekerasan dan impa' strength akan lebih tinggi dari pada hasil full

annealing.

ormali&ing dapat juga dilakukan pada benda uji tempa untuk menghilangkan

tegangan dalam dan menghaluskan butiran kristalnya sehingga sifat mekanisnya

menjadi lebih baik. ormalizing dapat juga menghomogenkan struktur mikro

5


10/29

sehingga dapat memberi hasil yang begus dalam proses hardening sehingga

umumnya sebelum dihardeningbaja harus dinormalizingterlebih dahulu.

Pada normalizingpemanasan sebaiknya tidak terlalu tinggi karena butir kristal

austenit yang terjadi akan terlalu besar sehingga akan tumbuh didalam butir kristal

austenit kasar yang akan menurunkan keuletan atau ketangguhan suatu baja.

2.+.3 Sphereodizing

Baja hipoeutektoid yang dikenal memiliki struktur yang terdiri dari perlit yang

terbungkus oleh sementit net&or'. >danya jaringan sementit ini menjadikan baja

memiliki machinabilityyang rendah. ntuk memperbaikinya makasementit net&or'

tersebut harus dihancurkan dengan prosessphereodising.

"phereodisingdilaksanakan dengan memanaskan sampai disekitar temperatur

kritis bawah atau sedikit dibawahnya dan dibiarkan pada temperatur tersebut dalam

waktu yang lama baru kemudian didinginkan. "ingginya temperatur dan dalam

jangka waktu yang lama, maka sementit yang sebelumnya berbentuk plat akan hancur

menjadi bola-bola kecil (sphere) yang disebut sphereodite yang tersebar dalam

bentuk ferit. Pada baja hiper eutectoid strukturnya terdiri dari perlit yang terbungkus

oleh jaringan sementt. Sphereodite akan tersebar apabila holding time semakin

panjang.

"phereodising maupun annealing serta normalizing dapat digunakan untuk

memperbaiki machinability suatu baja. ntuk menentukan proses mana yang akan

digunakan utnuk machineability suatu baja, sangat tergantung pada karbon dalam

baja. Sphereodising sering kali dilakukan pada baja medium atau tinggi, seperti tabel

di bawah ini.

#2


11/29

"abel #. Penggunaan prosessphereodizingpada berbagai baja karbon

- %ar*'n Optimum Microstructure

,*,2

,2*,!

,!*,#

,#*,

,*1,

As +old olled

-nder / dia, normalized

0ver / dia, as cold rolled

Annealed to give coarse perlit

Annealed to give coarse perlit or

sphereodite.#22:sphereodite, coarse to fine

2.+.! Stress Relief Annealing

Prinsip dasar annealingadalah sama yaitu memanaskan baja sedikit dibawah

temperatur >#yaitu antara 2 C 82 /. "tress relief annealing biasanya bertujuan

untuk menghilangkan tegangan dalan yang timbul sebagai akibat dari proses

pengerjaan dingin atau machiningyang dialami sebelumnya, dimana adanya internal

stressakan menyebabkan material menjadi keras dan getas.

2.+.+ Homogenizing

Baja hasil tuangan berstruktur dendritik sehingga terjadi coring akibat

pendinginan yang tidak seimbang atau merata. =ondisi ini akan menurunkan sifat

mekanik dari benda coran tersebut. Sehingga perlu dilakukan homogenizing.

/ara melakukan homogenisingdilakukan dengan memanaskan baja sampai

temperatur yang cukup tingi didaerah austenit dan membiarkannya dalam waktu yangcukup lama, sehingga terjadi difusi dan struktur mikronya menjadi lebih homogen,

kemudian didinginkan dengan lambat. Pemanasan yang tinggi biasanya akan

mengkibatkan struktur mikro yang kasar pada saat pendinginan sehingga biasanya

dilakukan tahapan lagi berupa annealing.

##


12/29

2. Perlakuan Panas Pa)a %'n)isi N'n/E,uili*riu#

2..1 Thermal Hardening

hermal hardening merupakan proses laku panas dengan kondisi non

e%uilibrium dengan pendinginan berlangsung pada kondisi non e%uilibrium sehingga

struktur mikro yang diperoleh juga adalah struktur mikro yang tidak e%uilibrium.

Proses thermal hardeningantara lain yaitu

1. %ardening

2. empering

!. Austempering

#. artempering

2..1 Hardening

"ujuan dari hardening adalah memperoleh struktur martensit yang keras.

%ardeningdilakukan dengan memanaskan baja, tahap pertama yaitupreheatingpada

2-82 2/ dan tahap pemanasan akhir adalah 522-#22 atau pada +-2 2/ diatas

pemperatur kritis atas >untuk baja hipoeutektoid dan temperatur +-22/ diatas

temperatur kritis bawah >#untuk baja hipereutektoid. Dal yang perlu diperhatikan

selama pemanasan termperatur preheating untuk mengurangi efek distorsi serta

kontrol terhadap kecepatan pemanasan sehingga tidak terjadi gradien temperatur yang

sangat tajam. "emperatur pemanasan yang hanya dibawah temperatur eutectoid tidak

akan menaikkan kekerasan yang berarti karena pada pemanasan tersebut tidak akan

terjadi austenit, sehingga pada pendinginan nantinya tidak akan diperoleh martensit.

Pemanasan yang hanya sampai antara temperatur ># dan > memang sudah

menghasilkan austenit, tetapi masih ada ferrit, yang bila didinginkan kembali, ferrit

tersebut masih berupa ferrit lunak.

Bila pemanasan diteruskan ke temperatur yang lebih tinggi lagi, maka akan

diperoleh austenit dengan butiran yang terlalu kasar, sehingga bila didinginkan

kembali akan ada kemungkinan terjadi struktur yang terlalu getas dan juga tegangan

#+


13/29

yang terlalu besar yang timbul sebagai akibat perbedaan temperatur antara bagian

permukaan dan bagian dalam benda kerja yang dapat menimbulkan distorsi bahkan

juga retak.ntuk baja hipereutektoid, bila temperatur pemanasan terlalu tinggi, maka

kadar karbon didalam austenitnya akan terlalu besar, sehingga pada pendinginan

kembali mungkin akan banyak tersisa austenit yang tidak bertransformasi, yang juga

akan mengakibatkan tidak tercapainya kekerasan maksimum, disamping itu juga

kemungkinan terjadinya distorsi@ retak akan lebih besar

2..2 Tempering

Baja yang dikeraskan dengan martensit pada kondisi setelah kuens (as%uench)

memiliki sifat yang getas, serta menimbulkan tegangan sisa yang sangat tinggi dan ini

tidak memberikan manfaat bagi suatu design mesin. Sehingga diperlujan tempering

yang bertujuan untuk mengilangkan tewgangan sisa akibat pembentukan martensit

serta mengembalikan sebagian lagi keuletan dan ketangguhan dan sedikit mengurangi

kekerasan.

Proses tempering dilakukan dengan memanaskan baja hasil kuens pada

temperature kritis bawah dan menahannya beberapa saat E # jam, baru didinginkan

kembali. !ekanisme yang terjadi selama pemanasan martensit sebagai struktur

metastabil ( yang akan berubah menjadi stabil) dengan struktur B/" ayng merupakan

lautan padat supersaturated dengan karbon yang terperangkap dalam karbon yang

terperangkap dalam struktur B/" akan mengeluarkan karbon dan akan berpresipitasi

keluar membentuk karbida besi, sihingga tegangan sisa berkurang sedang B/"

berangsur menjadi B// semakin tinggi pemanasan dan penahanan maka

kekerasannyapun akan senakin berkurang, hal ini dapat dilihat dari hasil uji tarik,

namun akan berbeda jika dilakukan uji impak dimana baja yang distemper pada suhu

+22-1+ 2/ akan mengalami penurunan ketangguhan dan kekerasan, sehingga apabila

diinginkan suatu baja dengan kekerasan tinggi maka temperature tempernya di bawah

+22 2/, sebaliknya apabila diinginkan ketangguhan yang tinggi, naka tempering

#


14/29

dilakukan pada temperature diatas 1+ 2/. >pabila benda kerja tidak terdapatstess

raiseratau takikan tempering pada temperature +22-1+ 2/ tidak berakibat buruk.

2..! Austempering

>ustempering adalah proses laku panas yang dikembangkan langsung dari "

diagram untuk memperoleh struktur ang seluruhnya bainit. "emperature

pemanasannya sama dengan proses annealing atau hardening, pendinginannya

dilakukan dengan kuens pada garam cair (salt bath +22-1+2/) sampai temperature

diatas !s dan dibarkan sampai transformasi menjafi bainit selesai. Sehingga

memperoleh kekuatan dan kekuatan Fc 1- debngan ketangguhan atau keuletannya

tinggi. =ekurangan dari austempering adalah apabila benda kerjanya memiliki

ukuran cukup besar, karena pendinginannya bias lebih lambat sehingga strukturnya

tidak lagi bainit. ntuk itu baja austempering harus memilki hardenability yang

cukup dan tebal benda kerja tidak lebih dari 2, inchi.

Pada austempering bahaya terjadinya distorsi atau retak dapat dihindari tidak

seperti pada proses kuens dan temper yang timbul akibat degaradasi temperature

antara permukaan dan bagian dalam.

2.." Martempering

ntuk menghilangkan distorsi dapat dilakukan dengan tempering atau

ma%uenching, caranya pemanasan sampai suhu austeniting dilanjutkan dengan

pendinginan cepat sampai sedikit diatas temperature !s dengan media garam cair dan

menahannya sesaat agar temperature merata atau homogen, kemudian sebelum terjadi

transformasi ke bainit segera didinginkan lagi di udara. Pendinginan di udara dengan

temperature sedikit diatas !s sehingga gradient temperatunya hanya sedikit, maka

pembentukan martensit terjadi pada seluruh benda kerja secara bersamaan sehingga

tegangan yang terjadi hanya sedkit dengan kata lain disorsi dapat dihindari. Setelah

terbentuk martensit harus dilakuakan tempering untuk mengembalikan sebagian

#1


15/29

keuletan atau ketangguhan pada tingkat kekerasan dan kekuatan yang diinginkan,

struktur akhir yang terbentuk adalah martensit temper.

BAB III

#


16/29

MET0DE PER0BAAAN

3.1 Diagra# Alir Per'*aan


17/29

#. ube furnace

+. Benda uji sebanyak tiga buah

. !edia pendingin (air)

1 "top&atch

. "ang penjepit

8. Sarung tangan kult

7. !esin ujiroc'&ell

3.3 Pr'se)ur Per'*aan

#. !enyiapkan benda uji sebanyak buah

+. !enghidupkan tube furnacesampai temperatur 522 2/.

. Setelah tercapai temperatur tersebut. memasukkan + benda uji ke dalam

furnace bersamaan dengan meletakkan termocouple pada benda uji dan

tube furnaceditutup kembali

1. !elakukan penahanan temperatur pemansan selama # menit

. mengeluarkan benda uji, benda yang pertama didinginkan dengan cepat

dalam media pendinginan (air). Sedangkan benda uji kedua didinginkan diudara bebas.

8. !elakukan pengujian kekerasan untuk mengetahui nilai kekerasan ketiga

benda uji.

BAB I

#7


18/29

HA"IL PER0BAAN

$ari hasil percobaan perlakuan panas dengan metode quenching dan normalizing

diperoleh data-data sebagai berikut

"abel +. $ata hasil percobaan

N'. Bahan Be*an

4%g&5

Har)ness Har)ness

Rata/rata

#. >S #21 Deat

treatment

#2 +# DF/

++ DF/

+# DF/

+#, DF/

+. (Guenching)

dengan media air #2

82 DF/

8+ DF/

8 DF/

8#,87 DF/

. 3uenching

$engan media ;li #2

9 DF/

5 DF/

5 DF/

9,87 DF/

1. ormalizing

#2

12 DF/

1# DF/1+ DF/

1# DF/

#9

#9


19/29

BAB

PEMBAHA"AN

Pada pengujian kekerasan dengan mesin uji rockwell. Pengujian kekerasan

pertama, yaitu benda uji tanpa perlakuan panas dan skala yang digunakan pada mesin

uji rockwell adalah DFB dengan beban yang di gunakan adalah #22 kgf dan

menggunakan indentor bola baja dan pengujian yang dilakukan sebanyak tiga kali

pada masing-masing benda uji menghasilkan kekerasan rata-rata 5+, DFB.

Sedangkan pada benda uji yang di perlakukan panas secara normalizing memiliki

kekerasan rata-rata 5, DFB. Pada baja atau benda uji yang mengalami proses

quenching dengan media air pengujian kekerasan pada mesin uji Fockwell

menggunakan indentor intan dengan pembebanan sebesar #2 kgf dan kekerasan rata-

ratanya adalah 5,9 DF/. $ari hasil percobaan menunjukkan bahwa kekerasan

benda uji yang dilakukan perlakuan panas secara quenchingdengan media air lebih

besar dari pada baja yang dilakukan panas secara normalizingdan baja yang tidak

dilakukan perlakuan panas, hal ini sesuai dengan teori bahwa quenchingadalah salah

satu cara yang digunakan untuk menambah kekerasan pada suatu logam. Dasil

3uenching yang ideal adalah terbentuknya fasa martensit dengan struktur B/"

karena tidak terjadi difusi atom / terhadap besi akibat dari pendinginan yang sangat

cepat sehingga menghalangi ataom / ntuk berdifusi ke dalam besi secara lebih dalam

lagi.

$ari data percobaan juga diperoleh suatu fenomena bahwa apabila suatu

logam baja mengalami perlakuan normalizing, maka dapat dipastikan kekerasannyamenurun. $alam percobaan ini 'ariable pengujian hnya menggunakan pengujian

kekerasan, namun secara teori dapat diketahui bahwa dengan menggunakan metode

quenching, maka suatu logam akan mengalami peningkatan kekerasannya, namun

menurunkan sifat keuletan dan ketangguhannya

#5

#5


20/29

.

BAB I

%E"IMPULAN

+2


21/29

$ari percobaan perlakuan panas dan hasil penelitian yang dilakukan, maka

dapat disimpulkan

#. Perlakuan panas yang diberikan kepada suatu material (baja) dapat mengubah

sifat mekanik dari material tersebut, dalam hal ini sifat mekanis yang

ditunjukkan yaitu kekerasan.

+. =ekerasan baja benda uji yang dilakukan perlakuan panas secara quenching

dalam media air lebih besar dari pada ba4a yang dila'u'an panas secara

quenching dengan media oli, normalizing , dan benda uji yang tidak

mendapatkan perlakuan panas.

. Sifat mekanik suatu baja seperti kekerasan yang dihasilkan dari perlakuan

panas sangat dipengaruhi oleh kondisi awal material seperti komposisi kimia

serta struktur mikro, karena suatu baja atau paduan meski memiliki komposisi

yang sama, namun struktur mikronya berbeda, maka sifat mekaniknya pun

berbeda yang semua ini dipengaruhi oleh proses perlakuan panas yang dialami

oleh material tersebut.

8. ntuk menghasilkan sifat mekanik baja yang maksimal, maka yang perlu

diperhatikan dalam perlakuan panas adalah temperatur austenizing,

homogenitas dari austenit yaitu pemberian waktu tahan (holding time)yang

sesuai, laju pendinginan yang tepat dan hardenability dari baja tersebut.

DA(TAR PU"TA%A

+#

+2


22/29

#. >.>lhamidi,>li,St,!". +228. 5anduan 5ra'ti'um etalurgi. "F">.

/ilegon

+. >.>lhamidi,>li,St,!". +228. 6i'tat 5erla'uan 5anas 5ada 7ogam.

"F">. /ilegon

. B.D. >mstead. #55. e'nologi e'ani'. H

LAMPIRAN A. $a6a*an Pertan7aan

++


23/29

#. Sebutkan dan jelaskan teknik-teknik perlakuan panas dan fasa-fasa mikro

struktur yang terbentuk dari hasil perlakuan panas tersebut

Aawaban

#. Annealingadalah suatu proses laku panas yang dilakukan pada logam atau

paduan dalam pembuatan produk, dengan memanaskan baja sampai suhu

tertentu, kemudian menahannya selama waktu tertentu kemudian didinginkan

dengan lambat. Pada baja hipoeutektoid bila pemanasan lebih tinggi maka

ferit akan bertransformasi menjadi austenit yang berbutir halus sedang

austenit yang berasal dari perlit hampir tadak berubah.

+. ormalising adalah pemanasan yang dilakukan diatas temperatur > untuk

baja hipoeutektoid, pendinginan dilakukan di udara, sehingga lebih cepat

menyebabkan kecepatan pembentukan ferit preutektoid dan perlit akan

banyak

. "phereodising adalah perlakuan panas yang dilakukan dengan cara

memanaskan sampai sekitar temperatur kritis bawah atau sedikit dibawahnya

dan dibiarkan pada temperatur tersebut dalam waktu yang lama baru

kemudian didnginkan. Struktur mikro yang terbentuk dari proses perlakuan

panassphereodisingadalah perlit yang terbungkus oleh jaringan sementit.

1. %omogenisng adalah proses perlakuan panas dengan memanaskan baja

sampai temperatur yang cukup tinggi di daerah austenit dan membiarkannya

dalam waktu yang cukup lama sehingga terjadi difusi dan struktur mikro yang

terbentuk adalah menjadi lebih homogen, kemudian didinginkan dengan

lambat.

. 3uenchingadalah proses perlakuan panas pada temperatur dan waktu tertentu

kemudian didinginkan secara cepat dengan media biasanya air. Struktur mikro

yang terbentuk adalah martensit.

+. !engapa perlakuan panas %uenching dapat menghasilkan kekerasan yang

lebih tinggi dari perlakuan normalising pada material bajaI

+


24/29

Aawaban

=arena %uenching dilakukan pendinginan secara cepat langsung dibawah

temperatur kritis, sehingga pada material akan menghasilkan kekerasan bahan

yang cukup tinggi, tetapi getas, sedangkan normalising melakukan pendinginan

secara lambat dan struktur mikro yang terbentuk adalah austenit halus dengan

kekerasan dan keuletan yang cukup tinggi.

. Aika sifat kekerasan baja berubah, bagaimana pengaruh terhadap

a. Sifat kekuatan tarik dan kekuatan luluh

b. Sifat ketangguhan

Aawaban

a. Pada sifat kekuatan tarik dan kekatan luluh tidak akan berubah, karena

kekuatan luluh tidak berpengaruh pada kekerasan baja, yang berpengaruh

adalah keuletan suatu logam (paling dominan).

b. Sedangkan pada sifat ketangguhan akan berubah karena kekerasan dan

ketangguhan adalah kemampuan suatu logam untuk menyerap energi pada

deformasi plastis.

1. !edia-media apa saja selain air yang dapat digunakan sebagai media pendingin

pada %uenching

Aawaban

!inyak,salt bath, brine, oli dan alkohol

. Aelaskan apa pengaruhnya terhadap nilai kekerasan hasil percobaan, jika

a. "emperatur Guenching dan ormalising J 522 /

+1


25/29

Pada baja, butir struktur kristal austenit yang terjadi akan terlalu besar,

sehingga pada pendinginan cepat yang tumbuh didalam butir kristal austenit

kasar@besar akan membentuk struktur martensit dan sifatnya pun benar-benar

keras namun getas. Pada normalisingakan terbentuk struktur austenit yang

halus dan sifat mekanisnya pun sesuai yang diharapkan.

b. "emperatur Guenching dan ormalising K 522 /

Pada baja SS 122, tidak akan memperoleh kekerasan yang tinggi dan struktur

mertensitnya pun rendah. Sedangkan pada normalizing terbentuk struktur

austenit kasar atau tidak halus, sehingga hasilnya pun kerang begitu baik.

c. Laktu penahanan pemanasan untuk Guenching dan ormalising J 2 menit

Pada quenchingakan memperoleh struktur kristal ferit dan perlit yang halus,

sehingga kekerasannya pun kurang keras, tetapi ulet. Pada normalisingkristal

austenit yang terjadi akan terlalu kasar, sehingga pada pendinginan akan

diperoleh ferit dan perlit yang kasar juga, sehingga akan membentuk struktur

martensit.

d. Laktu penahanan pemanasan untuk Guenching dan ormalising K 2 menit

Pada quenchingakan memperoleh kristal austenit yang terjadi akan terlalu

kasar, sehingga akan membentuk struktur martensit. Sedangkan pada

normalisingkristal austenit yang berbutir halus dan homogen sehingga bila

didinginkan lambat akan diperoleh kristal ferit dan perlit yang halus.

8. nsur-unsur yang mempengaruhi peningkatan kekerasan dan kekuatan hasil

perlakuan panas dan jelaskan pengaruhnya

Aawabam

a. Silikon M menegangkan perlit dan cenderung menguatakan perlit selalu untuk

mengembang karena unsur ini digunakan sebagai oksida magnesit,

b. /hromium M meningkatakan tegangan dan kekerasan, membentuk kekerasan

dan menstabilkan karbit,

+


26/29

c. !agnesit M meningkatakan tegangan dan kekerasan, membentuk karbit,

meningkatkan hardenability, rangeperpindahan panas

d. "ungsten M membentuk kekerasan dan menstabilkan karbit, menaikan range

dari temperatur dan temperatur tempering

e. Phospor M meningkatakan tegangan dan hardenability, mengurangi ductility

dan ketangguhan.

f. *anadium M menguatkan karbit, membentuk element. "idak digunakan

sebagai unsur yang berdiri sendiri, tapi untuk menggabungkan karbit ke

austenit pada stainless steel.

g. !olybdenum M menguatkan karbit dan membentuk element, dan juga

meningkatkan temperatur tinggi pada gaya creep.

7. Aelaskan tentang +ase %ardening ("urface %ardening) dan jenisnya serta

mekanismenya

Aawaban

/ase Dardening adalah proses perlakuan panas untuk mendapatkan

kekerasan pada bagian permukaannya saja, sedangkan pada bagian dalam tetap

berada pada sifat semula yaitu keuletan maupun ketangguhan yang tetap tinggi.

$engan adanya perlakuan pengerasan permukaan maka menyebabkan lapisan

permukaan menjadi lebih keras, tahan aus, dan tegangan sisa yang berupa

tegangan tekan, sehingga disamping menaukan ketahanan lelah, aus dapat juga

menaikan fati%ue limit (batas kelelahan).

Aenisnya #. =arburusing

+. itriding

. /yaniding atau /arbonitriding

1. Pengerasan nyala api

. Pengerasan induksi

9. !engapa perlu dilakukan teknik perlakuan panas dalam industri metalurgi

Aawaban

+8


27/29

"eknik perlakuan panas sangat diperlukan dalam industri matalurgi karena

produk setengah jadi dalam proses metalurgi sifat mekaniknya masih rendah dan

dapat ditingkatkan yaitu dengan perlakuan panas sehingga menghasilkan produk

metalurgi yang memiliki sifat mekanik yang tinggi.

LAMPIRAN B. 8a#*ar alat )an *ahan

+7


28/29


29/29

+5

laporan pengujian merusak

Documents