LAPORAN PRAKTIKUM PRAKTEK PERLAKUAN BAHAN
HEAT TREATMENT Disusun sebagai syarat lulus mata kuliah Praktek Pengujian Bahan yang diampu oleh Satworo Adiwidodo, S.T.,M.T. semester V tahun ajaran 2009 / 2010
Oleh: Alfan Khairudin 0731210013 Gigih Budi S. 0731210055 Herman Susilo 0731210127 Maria Azmi Piscessanella 0731210067 Rizky Hani Setyawan 0731210167 Romli 0731210092 LABORATURIUM PENGUJIAN BAHAN JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MALANG MALANG 2009
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat, rahmat dan karunia – Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Pengujian Bahan dengan bahan uji berupa amutit ini tepat pada waktu yang telah ditentukan. Pada dasarnya praktikum pengujian bahan ini, bertujuan untuk memenuhi salah satu syarat lulus tugas mata kuliah praktek pengujian bahan pada program Diploma III di Politeknik Negeri Malang. Selain itu, melalui praktikum ini, mahasiswa mampu dan berbagai memahami ilmu tentang heat treatment itu sendiri. Penulis telah berupaya seoptimal mungkin untuk menyusun serta menyajikan laporan ini dengan baik. Meskipun demikian, penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam laporan ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan segala kritik, saran dan masukan demi penyempurnaan laporan ini. Akhirnya, penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada: 1. Bapak Satworo selaku dosen pengajar Praktek Pengujian Bahan 2. Rekan – rekan kelas III F dan seluruh relasi yang telah memberikan dukungan, saran, serta perbaikan sehingga laporan ini dapat terselesaikan. Malang, 15 November 2009 Penulis
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR i DAFTAR ISI ii DAFTAR GAMBAR iii BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 3 1.3 Rumusan Tujuan 3 1.4 Batasan Masalah 3 BAB II PEMBAHASAN 4 2.1 Pengertian Heat Treatment 4 2.2 Pengelompokan dan Standarisasi Baja 6 2.2.1 Pengelompokan Baja 2 2.2.2 Standardisasi Baja 3 2.3 Perubahan Struktur Mikro 4 2.3.1 Heat Treatment Pendinginan Dilakukan Secara Perlahan 4 2.3.2 Heat Treatment dengan Pendinginan Tak Menerus 5 2.3.3 Heat Treatment dengan Pendinginan Menerus 6 2.4 Klasifikasi Heat treatment 7 2.4.1 Pelunakan ( Anneling ) 8 2.4.2 Pengerasan ( Quenching ) 8 2.4.3 Normalizing 8 2.4.4 Tempering 9 BAB III METODOLOGI PENGERJAAN 10 3.1 Uji kekerasan 10 3.1.1 Alat yang Digunakan 10 3.1.2 Langkah Kerja 11 3.2 Pelunakan ( Anneling ) 3.3 Pengerasan ( Quenching ) 3.4 Normalizing 3.5 Tempering
BAB IV PEMBAHASAN 12 4.1. Analisa Hasil Pengujian Kekerasan 13 BAB V PENUTUP 14 5.1. Kesimpulan 14 5.2 Saran 14 DAFTAR PUSTAKA 15
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Equilibrium Phase Diagram for Iron – Iron Carbide System ( F.C.C.Face – Centred Cubic : B.C.C. Body - Cenreed Cubic ) 5 Gambar 2.2 Isothermal Transformation Diagram for 0.2 C. 0.9% Mn Steel 6 Gambar 2.3 Continuos Cooling Transformation Diagram 7 Gambar 2.4 Klasifikasi Heat Treatment 7 Gambar 2.5 Struktur Mikro Proses Anneling 8 Gambar 2.6 Struktur Mikro Proses Normalizing 9 Gambar 3.1 Mesin Precision Hardness Tester 10 Gambar 3.2 Alat Perlengkapan Mesin Precision Hardness Tester 10 Gambar 3.3 Profil Proyektor 10
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Bahan-bahan pada saat sekarang, khususnya logam semakin baik dan rumit, digunakan pada peralatan modern yang memerlukan bahan dengan kekuatan impak dan ketahanan fatige yang tinggi disebabkan meningkatnya kecepatan putar dan pergerakan linear serta peningkatan frekwensi pembebanan pada komponen. Untuk mendapatkan kekuatan dari bahan tersebut dapat dilakukan dengan proses perlakuan panas. Heat Treatment ( perlakuan panas ) adalah salah satu proses pemanasan dan pendinginan logam atau paduannya dalam keadaan padat untuk mengubah struktur dan sifat-sifat fisis logam dengan jalan memanaskan specimen pada tungku (elektrik furnace) pada temperatur rekristalisasi selama periode waktu tertentu kemudian didinginkan pada media pendingin seperti udara, air, air faram, oli dan solar yang masing - masing mempunyai kerapatan pendinginan yang berbeda -beda. Melalui perlakuan panas yang tepat, tegangan dalam dapat dihilangkan, besar butiran dapat diperbesar atau diperkecil, ketangguhan dapat ditingkatkan atau dapat dihasilkan suatu permukaan yang keras disekeliling inti yang ulet. Disamping posisi kimianya, sifat - sifat logam yang utama adalah sifat mekanik yang sangat dipengaruhi oleh struktur mikro logam, contohnya suatu logam atau paduan akan mempunyai sifat mekanis yang berbeda - beda jika struktur mikronya diubah. Dengan adanya pemanasan atau pendinginan dan dengan kecepatan tertentu, maka bahan - bahan logam dan paduan memperlihatkan perubahan strukturnya. Baja amutit termasuk pada baja paduan, yang mempunyai unsur-unsur sebagai berikut: 1. Carbon (C) 0,95 % 2. Mangan (Mn) 1,1% 3. Chrom (Cr) 0,5% 4. Vanadium (V) 0,12%
5. Wolfram(W) 0,55% 6. Silikon (Si) 0,3% Baja amutit ini digunakan antara lain untuk: 1. Alat potong 2. Blanking 3. Punches 4. Milling Cutter 5. Die part 6. Roller die 7. Check plug 8. Gauge Blok 9. Angle Blok Plastick Moulding 10. Twist drill 11. Tap 12. Centre bits 13. Pins 14. Ejecting Mandrels 15. dan lain-lain Karena termasuk kedalam baja paduan maka sifatnya sama dengan baja paduan, secara umum yaitu: 1. Keuletan yang tinggi tanpa pengurangan kekuatan tarik 2. Kemampuan kekerasan sewaktu pencelupan dalam minyak atau udara dan dengan demikian kemungkinan retak atau distorsinya kurang. 3. Tahan terhadap korosi dan kekerasan tergantung pada jenis paduan 4. Tahan terhadap perubahan suhu, ini berarti sifat fisisnya tidak banyak berubah 5. Memiliki kelebihan dalam sifat metalurgi seperti butirnya yang halus. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang diatas, maka diperoleh rumusan masalah sebagai berikut : 1. Apa yang dimaksud dengan heat treatment ? 2. Bagaimana metodologi pengerjaan heat treatment ?
3. Bagaimana hasil pengerjaan heat treatment ? 1.3 Rumusan Tujuan Berdasarkan rumusan masalah diatas, maka diperoleh rumusan masalah sebagai berikut : 1. Mengetahui segala sesuatu tentang heat treatment. 2. Mengetahui metodologi pengerjaan heat treatment. 3. Mengetahui hasil pengerjaan heat treatment. 1.4. Batasan Masalah Secara garis besar heat treatment terbagi atas dua macam, yakni dekat keseimbangan ( near – equilibrium ) dan tidak seimbang ( non – equilibrium ) yang membahas berbagai macam proses heat treatment, namun dalam praktek ini kami hanya melakukan proses heat treatment yang terdiri atas annealing, normalizing, tempering dan quenching.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Heat Treatment Sifat mekanik tidak hanya tergantung pada komposisi kimia suatu paduan, tetapi juga teragntung pada struktur mikronya. Suatu paduan dengan komposisi kimia yang sama dapat memiliki struktur mikro yang berbeda dan sifat mekaniknya akan berbeda. Struktur mikro tergantung pada proses pengerjaan yang dialami, terutama proses perlakuan panas yang diterima selama proses pengerjaan. Proses perlakuan panas adalah kombinasi dari operasi pemanasan dan pendinginan dengan kecepatan tertentu yang dilakukan terhadap logam atau paduan dalam keadaan padat, sebagai suatu upaya untuk memperoleh sifat - sifat tertentu. Proses perlakuan panas pada dasarnya terdiri dari beberapa tahapan, dimulai dengan pemanasan sampai ke temperatur tertentu, lalu diikuti dengan penahanan selama beberapa saat, baru kemudian dilakukan pendinginan dengan kecepatan tertentu. Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara lain: 1. Komposisi kimia 2. Langkah Perlakuan Panas 3. Cairan Pendinginan 4. Temperatur Pemanasan Adapun proses heat treatment terdiri atas: 1. Heating (pemanasan) Proses pemanasan logam sampai suhu yang di inginkan yang bertujuan agar susunan atom -atom dati logam tersebut rnengalami perubahan bentuk. 2. Holding ( penahanan ) Proses menahan temperature suhu beberapa saat pada waktu proses heating. Hal ini dimaksudkan untuk memberikan kesempatan pada struktur logam agar mengalami perubaban bentuk secara teratur dan merata serta
mendapatkan kekerasan maksimum dari suatu bahan pada proses hardening dengan menahan pada temperatur pengerasan untuk memperoleh pemanasan yang homogen sehingga struktur austenitnya homogen atau terjadi kelarutan karbida ke dalam austenit dan diffusi karbon dan unsur paduannya. Pedoman untuk menentukan holding time dari berbagai jenis baja: a. Baja Konstruksi dari Baja Karbon dan Baja Paduan Rendah yang mengandung karbida yang mudah larut, diperlukan holding time yang singkat, 5 - 15 menit setelah mencapai temperatur pemanasannya dianggap sudah memadai. b. Baja Konstruksi dari Baja Paduan Menengah dianjurkan menggunakan holding time 15 -25 menit, tidak tergantung ukuran benda kerja. c. Low Alloy Tool Steel memerlukan holding time yang tepat, agar kekerasan yang diinginkan dapat tercapai. Dianjurkan menggunakan 0,5 menit per milimeter tebal benda, atau 10 sampai 30 menit. d. High Alloy Chrome Steel membutuhkan holding time yang paling panjang di antara semua baja perkakas, juga tergantung pada temperatur pemanasannya. Juga diperlukan kombinasi temperatur dan holding time yang tepat. Biasanya dianjurkan menggunakan 0,5 menit permilimeter tebal benda dengan minimum 10 menit, maksimum 1 jam. e. Hot-Work Tool Steel mengandung karbida yang sulit larut, baru akan larut pada 10000C. Pada temperatur ini kemungkinan terjadinya pertumbuhan butir sangat besar, karena itu holding time harus dibatasi, 15 - 30 menit. f. High Speed Steel memerlukan temperatur pemanasan yang sangat tinggi, 1200 -13000C. Untuk mencegah terjadinya pertumbuhan butir holding time diambil hanya beberapa menit saja. 3. Cooling (pendinginan) Proses suatu pendinginan dan logam setelah logam tersebut mendapat proses heating dan holding dengan menggunakan media
