6.1 PENDAHULUAN 6.1.1 Latar Belakang
Pada penggunaan penggunaan material, material, seringkali seringkali dibutuhkan material material yang memiliki tingkat kekerasan tinggi seperti baja. Baja memiliki sifat mampu keras yang berbeda beda tergantung dari kadar karbon, laju pendinginan dan lain-lain. Hal ini tergantung dari dari jenis jenis baja baja yang yang akan akan diting ditingkat katkan kan kekera kekerasan sannya nya.. Untuk Untuk itu perlu perlu dilaku dilakukan kan pengujian Jominy agar dapat diketahui sifat mampu keras dari baja tersebut. Hal ini dilakukan agar dapat dilakukan tindakan yang tepat dalam pengolahannya sehingga dapat menurunkan biaya dalam proses produksi tapi tetap tetap mempertahan mempertahankan kan kualitas kualitas yang diinginkan. 6.1.2 Tujuan
1. Menget Mengetahu ahuii sifat sifat mamp mampu u keras keras dari dari baja baja 2. Membandingka Membandingkan n hasil hasil penguji pengujian an dengan dengan hasil hasil teoritis. teoritis. 6.1.3 Manfaat
Melalui Uji Jominy dapat diketahui sifat mampu keras dari baja, pengaruh laju pendinginan terhadap sifat mampu keras, pengaruh suhu dan pemanasan terhadap sifat sifat mampu mampu keras keras dan juga juga menunj menunjukka ukkan n pengaru pengaruh h kadar kadar karbon karbon terhada terhadap p sifat sifat mampu keras.
6.2 Tinjauan Pustaka 6.2.1 Definisi
Pada pemakaian sehari-hari sering dibutuhkan adanya peningkatan kekerasan dari baja. Kekerasan adalah kemampuan material untuk menahan deformasi plastis lokal akibat penetrasi penetrasi dipermukaan. dipermukaan. Peningkatan Peningkatan kekerasan bergantung pada sifat sifat mampu mampu keras keras dari dari baja baja itu sendir sendiri. i. Sifat Sifat mampu mampu keras keras merupa merupakan kan kemamp kemampuan uan material untuk ditingkatkan kekerasannya dengan serangkaian perlakuan panas. Sifat mampu keras dari baja tergantung pada komposisi kimia dan kecepatan pendinginan. Tidak semua baja dapat dinaikkan dinaikkan kekerasannya kekerasannya.. Baja karbon menengah dan baja baja karbon karbon tinggi tinggi dapat dapat dikera dikeraska skan, n, sedang sedangkan kan baja baja karbon karbon rendah rendah sulit sulit untuk untuk dikeraskan. Kandungan karbon yang tinggi mempercepat terbentuknya fasa martensit yang menjadi sumber dari kekerasan dari baja. Kekerasan maksimum hanya dapat dicapai bila terbentuknya martensit 100%. Baja dapat bertransformasi dari austenit ke ferrit ferrit dan karbid karbida. a. Trasfo Trasforma rmasi si terjad terjadii pada suhu suhu tinggi tinggi sehing sehingga ga kemamp kemampuan uan kekerasannya rendah. Hardenability suatu logam. Percobaan Jominy, bertujuan untuk mengetahui mengetahui Hardenability Cara untuk mengetahuinya adalah: 1.
Bila laju pendinginan pendinginan dapat diketahui, diketahui, kekerasan kekerasan dapat dapat lansung lansung dibaca dari kurva kemampuan keras.
2.
Bila kekerasan kekerasan dapat diukur, diukur, laju laju pendinginan pendinginan dari titik titik tersebut tersebut dapat dapat diperole diperoleh. h. Pada uji Jominy ini, material dipanaskan dalam tungku dipanaskan sampai
suhu suhu trans transfo form rmas asii ( auste austeni nitt ) dan dan terb terben entu tuk k sede sedemi miki kian an rupa rupa sehi sehingg nggaa dapat dapat dipasangkan pada aparatus Jominy kemudian air disemprotkan dari bawah, sehingga meny menyen entu tuh h
perm permuk ukaa aan n
bawa bawah h
spes spesim imen en..
Deng Dengan an ini ini
dida didapa patk tkan an kece kecepa pata tan n
pendi pendingi nginan nan ditiap ditiap bagian bagian spesim spesimen en berbeda berbeda-be -beda. da. Pada Pada bagian bagian yang yang terkena terkena air mengalami pendinginan yang lebih cepat dan semakin menurun kebagian yang tidak terkena air. Dari hasil pengukuran kekerasan tiap-tiap bagian dari spesimen akan didapatkan kurva Hardenability kurva Hardenability Band .
6.2.2 Kurva Hardenability dan Hardenability Band
Kurva Hardenability
Dari kurva diatas dapat diketahui bahwa fasa pearlit didapatkan pada suhu antara 5000 C dengan 7000 C jika dipanaskan pada suhu austenite. Sifat mampu keras dapat digambarkan dalam bentuk kurva yaitu kurva Hardenability Band . Kurva Hardenability Band menggambarkan range-range sifat mampu keras suatu logam. Jadi, kekerasan suatu material akan berada dalam range tersebut jika dilakukan proses pemanasan.
6.2.3 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Sifat Mampu Keras
Hal-hal yang mempengaruhi sifat mampu keras suatu material ada lah: 1.
Kecepatan pendinginan Setelah logam dipanaskan, lalu dilakukan pendinginan cepat, maka logam akan menjadi semakin keras. Proses pendinginan material dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu: a. Annealing Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu diholding kemudian dibiarkan dingin didalam tungku. Proses ini menghasilkan material yang lebih lunak dari semula. b. Normalizing Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu diholding kemudian didinginkan di udara.
c. Quenching Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu diholding kemudian dilakukan pendinginan cepat, yaitu dicelupkan kedalam media. Medianya adalah air, air garam dan oli. Proses ini yang menghasilkan material yang lebih keras dari semula. 2.
Komposisi kimia Komposisi kimia menentukan Hardenability Band . Karena komposis material menentukan struktur dan sifat material. Semakin banyak unsur kimia yang menyusun suatu logam, maka makin keras logam tersebut
3.
Kandungan karbon Semakin banyak kandungan karbon dalam suatu material maka makin keras material tersebut. Hal inilah yang menyebabkan baja karbon tinggi memiliki kekerasan yang tinggi setelah proses pengerasan kerena akan membentuk martensit yang memiliki kekerasan yang sangat tinggi. Untuk meningkatkan kadar karbon dari beberapa material dapat dilakukan dengan beberapa perlakuan, yaitu: a. Carborizing Yaitu proses penambahan karbon pada baja, dengan menyemprotkan karbon pada permukaan baja. b. Nitriding Yaitu proses penambahan nitrogen untuk meningkatkan kekerasan material. c. Carbonitriding Yaitu proses penambahan karbon dan nitrogen secara sekaligus untuk meningkatkan kekerasan material.
4.
Ukuran butir Semakin besar ukuran butir, maka tingkat mampu keras dari suatu logam semakin rendah.
5.
Suhu pemanasan Kemampuan keras lebih tinggi jika pemanasan dilakukan sampai suhu austenit.
6.2.4 Kurva CCT dan TTT
Diagram CCT dan TTT Pada Baja Hypereutectoid
Kurva diatas disebut juga diagram S atau lebih dikenal sbg Diagram TTT (Time Temperature Transformation).Garis tegas menunjukkan batas pembentukan fasa (fraksi 0 dan 100%) sedangkan garis putus-putus menunjukkan pembentukan fasa setengah bagian (50%). Hal yang penting untuk dingat adalah Transformasi fasa pada diagram TTT harus dilihat pada T konstan (isotermal).
6.3 METODOLOGI 6.3.1 Peralatan 1.
Aparatus Jominy
2.
Tungku Pemanas
3.
Spesimen ( ASSAB 760 )
4.
Air
5.
Mesin Uji Rockwell
6.3.2 Skema alat
6.3.3 Prosedur Percobaan 1. Bersihkan spesimen yang disediakan 2. Panaskan spesimen dalam tungku sampai temperatur tertentu dengan mengatur petunjuk temperatur tungku. 3. Setelah spesimen mencapai temperatur yang diperlukan, biarkan 30 menit dalam tungku. 4. Pindahkan spesimen ke kedudukan yang telah disediakan. Semprotkan air sampai spesimen menjadi dingin. 5. Kikir dan bersihkan untuk pengukuran kekerasan Rockwell. 6. Ukur kekerasan spesimen pada setiap posisi dengan interval ¼ inchi.
6.4 DATA DAN PEMBAHASAN 6.4.1 Data Hasil Percobaan Spesimen = ASSA B 760
C%
Mn%
Si%
Max
0,5
0,6
0,3
Min
0,4
0,45
0,25
Daftar harga kekerasan uji jomini
No 1 2 3 4 5 6 7 8
Posisi (Inchi) 1/4 2/4 3/4 4/4 5/4 6/4 7/4 8/4
Kekerasan (HRC) 19 18 26 17 26,50 17,50 21,50 11
6.4.2 Pengolahan data
Menentukan DI max dan DI min Butir 4 : DI max = 0,306 DI min = 0.274 Butir 5 : DI max = 0.282 DI min = 0.252 Butir 6 : DI max = 0,26 DI min = 0.234 Butir 7 : DI max = 0,24 DI min = 0.216 Butir 8 : DI max = 0.222 DI min = 0.20
%Mn max = 2,9% %Mn min = 2,4% %Si max = 1,2% %Si min = 1,18%
Menentukan DIC (Diameter Ideal Critical) DICmax = DImax x mf Mn max x mf Si max DICmin = DImin x mf Mn min x mf Si max •
Butir 4 DICmax = 0,306 x 2,9 x 1,20 = 1,065 DICmin = 0,274 x 2,4 x 1,18 = 0,78
•
Butir 5 DICmax = 0,282 x 2,9 x 1,20 = 0,98 DICmin = 0,252 x 2,4 x 1,18 = 0,713
•
Butir 6 DICmax = 0,26 x 2,9 x 1,20 = 0,904 DICmin = 0,234 x 2,4 x 1,18 = 0,713
•
Butir 7 DICmax = 0,24 x 2,9 x 1,20 = 0,835 DICmin = 0,216 x 2,4 x 1,18 = 0,611
•
Butir 8 DICmax = 0,222 x 2,9 x 1,20 = 0,772 DICmin = 0,2 x 2,4 x 1,18 = 0,566
Nilai IH ( Initial Hardness ) IHmax = 62,5
IHmin = 57,5
Menetukan DF (Dividing Factor) Butir 4
•
(1/4) Df max = 1,85 Df min = 3,055 (2/4) Df max = 2,85 Df min = 3,125 (3/4) Df max = 3,45 Df min = 3,65 (4/4) Df max = 3,825 Df min = 4 (5/4) Df max = 4 Df min = 4,125 (6/4) Df max = 4,2 Df min = 4,4 (7/4) Df max = 4,4 Df min = 4,75 (8/4) Df max = 4,6 Df min = 4,75
•
Butir 5
(1/4) Df max = 1,875
Df min = 2,1 (2/4) Df max = 2,9 Df min = 3,125 (3/4) Df max = 3,5 Df min = 3,2 (4/4) Df max = 3,85 Df min = 4,05 (5/4) Df max = 4 Df min = 4,2 (6/4) Df max = 4,75 Df min = 4,4 (7/4) Df max = 4,4 Df min = 4,6 (8/4) Df max = 4,65 Df min = 4,85
•
Butir 6
(1/4) Df max = 1,95 Df min = 2 (2/4) Df max = 3 Df min = 3,04 (3/4) Df max = 3,55 Df min = 3,65 (4/4) Df max = 3,95 Df min = 4 (5/4) Df max = 4,1 Df min = 4,15
(6/4) Df max = 4,3 Df min = 4,35
(7/4) Df max = 4,5 Df min = 4,65 (8/4) Df max = 4,5 Df min = 4,1 •
Butir 7
(1/4) Df max = 2 Df min = 2,2 (2/4) Df max = 3,05 Df min = 3,25 (3/4) Df max = 3,6 Df min = 3,8 (4/4) Df max = 3,95 Df min = 4,1 (5/4) Df max = 4,15 Df min = 4,3 (6/4) Df max = 4,35 Df min = 4,5 (7/4) Df max = 4,55 Df min = 4,7 (8/4) Df max = 4,8 Df min = 4,5
•
Butir 8
(1/4) Df max = 2,1 Df min = 2,35 (2/4) Df max = 3,15 Df min = 3,30
(3/4) Df max = 3,7 Df min = 3,9
(4/4) Df max = 4,05 Df min = 4,2 (5/4) Df max = 4,25 Df min = 4,35 (6/4) Df max = 4,46 Df min = 4,6 (7/4) Df max = 4,6 Df min = 4,75 (8/4) Df max = 4,80 Df min = 4,95
6.4.3 Tabel Hasil Perhitungan
Titik
HRC max
HRC min
HRC pratikum
¼
33,75
18,70
19,00
2/4
21,93
18,40
18,00
¾
18,12
15,75
26,00
4/4
16,23
14,48
17,50
5/4
15,63
13,94
26,50
6/4
14,88
13,02
17,50
7/4
14,20
10,00
21,50
8/4
13,59
8,25
11,00
6.4.4 Grafik
40 35 30 25
HRC max
20
HRCmin
15
HRCpratikum
10 5 0
c n c n c n c n c n c n c n c i n 4 i 4 i 4 i 4 i 4 i 4 i 4 i 4 / 2 / 3 / 4 / 5 / 6 / 7 / 8 / 1
6.4.5 Analisa
Pada pratikum jominy yang kami lakukan,kami mendapatkan nilai kekerasan yaitu berupa nilai HRC,kekerasan itu dilakukan dengan uji Rockwell,material yang diuji digunakan 8 titikdengan interval ¼ inchi,dimana titik pertama terletak pada ujung spesimen yang disemprotkan air dan titik yang terakhir adalah titik yang tidak disemportkan air.Menurut teori bagian yang tersemprot air akan memiliki kekerasan yang lebih tinggi dibandingkan bagian yang tidak disemprot air.tetapi pada percobaan yang kami lakukan terjadi penyimpangan kekerasan yang seharusnya.Hal ini dapat dilihat pada grafik,dimana seharusnya HRCpratikum berada diantara HRCmax dan HRCmin,tetapi pada pratikum yang kami lakukan HRCpratikum mengalami naikturun pada tiap titiknya. Hal ini mungkin disebabkan karena terjadi kesalahan pada saat proses gerinda dilakukan dimana permukaan spesimen tersebut tidak rata dan halus,sehingga berpengaruh diwaktu dilakukan uji keras,sehingga mengakibatkan harga kekerasan material tersebut tidak pada semestinya.Selain itu bisa juga dipengaruhi diwaktu penyemprotan spesimen ada bagian yang seharusnya tidak terkena air menjadi kena,sehingga mengakibatkan bagian tersebut berubah fasa menjadi martensit yang memiliki kekerasan yang tinggi namun bersifat getas.
6.5 PENUTUP 6.5.1 Kesimpulan Pada pratikum uji jominy ini dapat disimpulkan bahwa nilai kekerasan pada pratikum ini tidak berada didalam range nilai maksimum dan minimunya. Nilai kekerasan yang diperoleh yaitu nilai kekerasan pada permukaan yang mana nilai kekerasan yang paling tinggi diperoleh pada bagian pangkal specimen tersebut yang berarti tidak sesuai dengan referensi yang dipelajari dan dapat disimpulkan bahwa pratikum uji jominy kami kurang berhasil.
6.5.2 Saran
Pada pratikum ini yang dapat pratikan sarankan yaitu :
Untuk lebih teliti lagi dan hati-hati dalam melakukan prosedur
pengerjaan
Dan usahakan permukaan specimen agar benar-benar rata
Amati dan catat hasil pratikum dengan teliti.
6.6 LAMPIRAN 6.6.1 Tugas Sebelum Pratikum 1. Prosedur percobaan pratikum Jominy a. Bersihkan spesimen b. Panaskan spesimen dalam tungku sampai temperatur tertentu c. Setelah spesiemen mencapai temperatur yang diperlukan biarkan didalam tungku selama 30 menit d. Pindahkan spesimen kedudukan yang disediakan,semprotkan air sampai spesimen menjadi dingin e. Ratakan permukaan dan bersihkan untuk pengukuran Rockwell f. Ukur kekerasan spesimen pada setiap posisi dengan interval ¼ Inch.
2. Kurva Hardnability: kurva yang menghubungkan antara kekerasan dengan jarak pada range-range tertentu. Kurva Hardnability Band: kurva yang menggambarkan range mampu keras logam
3. Faktor yang mempengaruhi sifat mampu keras logam: a. Komposisi kimia b. Kadar karbon c. Laju pendinginan d. Temperatur pemanasan e. Ukuran butir
6.6.2 Tugas Setelah Pratikum 1. Pada kurva hardnability band,nilai HRC yang terukur berada diantara range HRC max dan HRC min,tetapi hasil yang pratikan dapat tidak sesuai dengan teori,karena grafik yang pratikan dapatkan ada nilai yang keluar dari range tersebut. 2. Yang menyebabkan perbedaan dimasing-masing titik adalah air yang menyemprot spesimen tersebut karena apabila spesimen tersebut berkontak langsung dengan air maka bagian terkena air akan lebih keras dibanding yang tidak kena air karena perbedaan dengan teoritis yaitu terdapat pada titik 5/4 dan 8/4.