laporan perlakuan panas

8/10/2019 Laporan Perlakuan Panas

1/15

BAB I

Pendahuluan

A. Latar Belakang

Dari sebuah rangkuman yang ditulis oleh Avner (1974: 676)

menyatakan bahwa perlakuan panas (heat treatment) adalah: Heating and

cooling a solid metal or alloy in such away as to obtain desired conditions or

properties. Heating for the sole purpose of hot-working is excluded from the

meaning of this definition.

Perlakuan panas adalah suatu proses pemanasan dan pendinginan

logam dalam keadaan padat untuk mengubah sifat-sifat mekaniknya. Baja

dapat dikeraskan sehingga tahan aus dan kemampuan memotong meningkat

atau dapat dilunakan untuk memudahkan proses pemesinan lanjut. Melalui

perlakuan panas yang tepat, tegangan dalam dapat dihilangkan, ukuran butir

dapat diperbesar atau diperkecil. Selain itu ketangguhan ditingkatkan atau

dapat dihasilkan suatu permukaan yang keras disekeliling inti yang ulet.

Untuk memungkinkan perlakuan panas tepat, komposisi kimia baja harus

diketahui karena perubahan komposisi kimia, khususnya karbon dapat

mengakibatkan perubahan sifat-sifat fisis.

Proses perlakuan panas ada dua kategori, yaitu :

1.

Softening(Pelunakan) : Adalah usaha untuk menurunkan sifat mekanikagar menjadi lunak dengan cara mendinginkan material yang sudah

dipanaskan didalam tungku (annealing) atau mendinginkan dalam udara

terbuka (normalizing).

2. Hardening(Pengerasan) : Adalah usaha untuk meningkatkan sifat material

terutama kekerasan dengan cara selup cepat (quenching) material yang

sudah dipanaskan ke dalam suatu media quenching berupa air, air garam,

maupun oli.

Pada kesempatan ini kami membahas dan melakukan praktek perlakuan

panas secara Hardening (pengerasan).


2/15

BAB II

Pembahasan

A. Topik

Pengaruh kadar C pada baja terhadap kekerasan setelah dipanasi 900C

selama 30 menit dan didinginkan oleh media air.

B. Teori yang melandasi (sesuai topik)

Pada praktek ini kami akan menganalisis bagaimana pengaruh kadar karbon pada

berbagai jenis baja yang dipanasi 900 selama 30 menit dengan mediapendingin air,

bagaimana proses transformasi struktur karbondan bagaimana terhadap hasil

kekerasannya.

Dalam pengujian kali ini kami menggunakan 3 macam jenis baja sebagai bahan

pengujian, yaitu

1. Baja ST-60 dengan kadar C 0,6 %

2. Baja Fircon dengan kadar C 0,25 %

3. Baja ST 37 dengan kadar C 0,15 %

Berikut adalah pembahasan teori mengenai praktek dan pengujian yang akan

kami lakukan dan dapat digunakan sebagai hipotesis awal pada pengujian

ini.Berdasarkan teori yang melandasi, maka hipotesis sementara kamiadalah :

1.

Jenis Perlakuan Panas

Perlakuan panas yang kami praktekkan kali ini adalah termasuk jenis perlakuan

panas non-Equilibrium, dimana dalam proses pendinginannya menggunakan media

air. Dalam jenis perlakuan panas ini adalah phase logam sebelum dan sesudah

mengalami proses perlakuan panas akan berubah atau tidak pada kondisi seimbang.

Perlakuan jenis ini bisa terjadi jika pemanasan berada didaerah Uastenite dan

didinginkan cepat. Grafiknya perlakuan panas ditampilkan sebagai berikut

t C

Ditahan selama 30menit

900

Dicelup media pendingin air


3/15

waktu (s)

2. Transformasi Phase pada Baja

Dalam teori, apa yang kita praktekkan adalah termasuk laju pendinginan

cepat,yakni ketika baja keluar dari dapur pemanas, baja langsung dimasukkan pada

media pendingin air. Laju pendinginan baja yang telah dipanasi hingga phase

austenite dilakukan dengan cepat,makatransformasi phase dapat diilustrasikan

sebagai berikut:

Akibat pendinginan cepat, susunan atom kps tidak memiliki cukup waktu untukbertransformasi menjadi kpr, akibatnya akan terbentuk sel satuan baru yaitu

tetragonal pusat ruang (tpr) dengan atom C di tengahnya. Atom C terjebak di dalam

sel satuan karena tidak cukup waktu keluar dari kisi-kisi sel satuan secara normal.

Tetragonal pusat ruang (tpr) dengan atom C di tengahnya ini disebutMartensite.

Martensit mempunyai karakteristik pada baja yg sangat keras namun rapuh.

(gambar struktur baja)

Jika diamati dan dianalisis maka jumlah Martensit pada baja ST-60 lebih banyakdaripada jumlah martensit pada baja ST-40 dan baja Fircon. Maka hubungan yang

dibentuk adalah jumlah martensit Fircon < jumlah martensit ST-40


4/15

3. Pengaruh laju pendinginan terhadap hasil perlakuan panas

Secara teoritis, perbedaan jumlah martensit dapat dianalisis dengan diagram

Transformasi, Temperature, dan Time (TTT), yaitu

Dimana pada pengujian kali ini praktek kami berada pada garis grafik Water quench.

Pada proses pendinginan cepat ditunjuk pada garis (c) yaitu pendinginan yang akan

menghasilkan struktur mikro martensit. Sedangkan pada garis (a) menghasilkan perlit

dan ferlit dan pada garis (b) menghasilkan perlit dan bainit.Diantara ketiga garis

kurva pendinginan pada grafik ini, martensit memiliki kekerasaan paling tinggi

diantara hasil pendinginan lainnya.

4. Pengaruh Unsur C terhadap Sifat Baja


5/15

Sifat dari logam baja unsur-unsur yang dikandung akan mempengaruhi sifat

keuletan dan kekerasan. Unsur karbon (C) pada baja merupakan unsur utama yang

terdapat dalam besi sehingga disebut baja. Unsur karbon sangat berpengaruh terhadap

kekerasan baja. Pada kondisi baja tanpa perlakuan, semakin banyak unsur C baja

tersebut semakin keras, ketahanan terhadap korosi menurun, dan keuletannya

menurun. Temperatur cair maupun austenisasi baja sangat ditentukan oleh kadar C.

Unsur karbon dapat membuat baja menjadi keras dan rapuh sifat keras dan lunak

untuk baja tergantung persentase karbon, semakin tinggi komposisinya semakin kuat

dan rapuh, dan semakin rendah komposisinya baja akan semaki lunak dan elastis.


6/15

BAB II

Hasil Analisis

A. Prosedur Perlakuan Panas

Dalam melakukan praktek pengujian ini, kami melakukan urutan atau

langkah-langkah kerja sebagai berikut

Langkah

ke

Kegiatan Alat dan Bahan

1 Memotong baja ST37, ST60 dan Fircon @ 3buah Gergaji mesin

2 Mengikir rata kedua permukaan pada setiap baja Kikir rata3 Mengikat setiap baja dengan kawat Kawat,tang

4 Panaskan dapur pemanas, setting pada pencapaian

suhu panas 900C

Dapur pemanas

5 Masukkan ke-9 baja kedalam box, tata dengan

teratur dan timbun dengan arang

Box, arang

6 Setelah dapur pemanas mencapai suhu 700C,

masukkan box kedalam dapur pemanas dan tutup

kembali dapur

Capit

7 Biarkan dapur pemanas mencapai suhu puncak

900C, kemudian timer selama 30menit.

8 Siapkan media pendingin Air

9 Setelah 30menit, buka pintu dapur dan keluarkan

satu demi satu baja dan langsung masukkan pada

media pendingin air.

Capit, air

10 Setelah ke-9 baja keluar dari dapur dan sudah

dingin dengan air, maka keringkan.

11 Buka tali pengikat(kawat)

12 Amplas pada semua permukaan baja Amplas halus

13 Siapkan alat penguji kekerasan Rockwell Alat uji Rockwell14 Pastikan ketepatan alat uji -

15 Lakukan pengujian pada masing-masing baja -

16 Lakukan pengujian sebanyak 4x pada permukaan

setiap baja

17 Hasil pengujian dapat dilihat dari melihat jarum -


7/15

terakhir yang berhenti pada skala hitam

18 Catat hasil uji dan rata-rata hasil pada setiap jenis

baja

Pensil dan kertas

B. Data dan Hasil Pengujian

Berdasarkan uji kekerasan pada alat uji kekerasan Rockwell terhadap jenis

baja ST 60, ST 40 dan baja Fircon maka didapat data sebagai berikut

Variabel bebas : Jenis Baja (ST 60,ST 40,Fircon)

Variabel Terikat : Tingkat Kekerasan

Variabel Terkontrol: Tempearature pemanasan dan lama holding

Hasil Data Pengujian

Ubahan

Variabel

Titik

yang

Diuji

Ke-

Hasil Uji Rerata Hasil Uji

Baja ST 60

A 1 60 61

2 60,5

3 61

4 62,5

B 1 64 60,76

2 61,75

3 60,3

4 57

C 1 60 59,25

2 56

3 60,5

4 60,5

Rerata total 60,34Baja ST 37

A 1 30,4 29,65

2 31,8

3 27,9

4 28,5


8/15

B 1 27 29

2 31

3 27,5

4 30,5

C 1 29 29,95

2 30,5

3 32

4 28,3

28,3

Rerata Total 29,53

Baja Fircon

A 1 31,3 31,95

2 31,6

3 32,94 32

B 1 33,1 39,5

2 32

3 45,3

4 47,7

C 1 39 40,875

2 41,5

3 42,5

4 40,5Rerata total 37,44

Sajian Grafik Hasil Pengujian

Dari tabel hasil data pengujian pada masing-masing jenis baja, maka dapat kita

tampilkan pada grafik seperti berikut

(grafik)


9/15

BAB III

Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis data, maka hasil eksperimen dapat dideskripsikan sebagai

berikut :

1. Kadar karbon (C) mempengaruhi kekerasaan suatu baja

Dengan begitu untuk baja tanpa perlakuan dengan jenis ST 60 C 0,6% lebih

keras dari baja Fircon C 0,25% dan lebih keras dari baja ST 37 C 0,15%

2. Jika pada hasil uji Rockwell terbukti jika harga kekerasaan Fircon lebih tinggi

daripada harga kekerasaan baja ST 40 maka dapat diasumsikan jika baja itu

bukan ST 40 melainkan baja ST 37.3. Jika kadar karbon tinggi maka jika dipanaskan dan dilakukan pendinginan

cepat maka semakin banyak pula martensit yang dibentuk.

4. Semakin banyak martensit yang dibentuk maka semakin tinggi pula angka

kekerasannya.

5. Jika pada saat pengujian kesimpulannya adalah pada saat penempatan titik uji

berada pada perlit atau alfa sehingga jika titik teruji pada rockwell terjadi

perbedaan yang cukup jauh pada sample titik-titik ujinya maka daerah perlit

saja hasil angka pengujian akan lebih tinggi daripada hasil pengujian pada

daerah alfa.

6.

Pada praktek dengan pendinginan cepat diharuskan mencelupkan baja dari

dapur pemanas kedalam media pendingin dengan cepat. Hal ini dikarenakan

jika baja terlalu lama terkena udara luar atau sampai jatuh maka struktur baja

itu sudah berubah karena sempat mengalami penurunan suhu terlebih dahulu.

7. Beberapa penyebab kegagalan proses Hardening :

a. Suhu pengerasan terlalu rendah sehingga suhu belum mencapai pada

temperature austenit sehingga kekerasan tidak tercapai seperti yang

diharapkan.

b. Pemanasan terlalu cepat sehingga temperatur inti dari benda kerja belum

sama dengan temperatur kulit luar pada baja.c. Tidak adanya proses pemanasan bertahap dan tidak adanya waktu

penahanan pada proses pemanasan sehingga pada waktu di quenching benda

kerja akan mengalami retak.

d. Timbulnya nyala api yang mengakibatkan terlepasnya karbon pada

permukaan benda kerja, sehingga permukaan benda kerja kurang keras.


10/15


11/15

BAB IV

Pembahasan Individu

Oleh : ELVINCA REYSANJANI

NIM :100511401876

Macam - macam perlakuan panas Secara umum langkah pertama heat

treatment adalah memanaskan logam atau paduan itu sampai suatu temperatur

tertentu,lalu menahan beberapa saat pada temperatur tersebut,kemudian

mendinginkanya dengan laju pendinginan tertentu. Komposisi dari baja sangat

mempengaruhi struktur mikro yang akan terjadi,disamping perlakuan-perlakuan yang

dialami logam atau baja sebelumnya. Secara garis besar proses perlakuan panas dapat

dibedakan menurut tingginya temperatur dan laju pendinginanya.Proses laku panas

dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu :

Proses perlakuan panas yang menghasilkan struktur yang seimbang,seperti :

anealling,normalizing.

Proses perlakuan panas yang menghasilkan struktur yang tidakseimbang

seperti halnya pada hardening

1. Aneal ( Pelunakan Coran )

Aniliasi ( pelunakan ) coran dilakukan dengan memanaskanya sampaitemperatur yang cukup tinggi kemudian didinginkan perlahan-lahan dalam

tungku yang dipakai untuk melunakan.(Tata Surdia:1996,186 ) Dalam proses

anealing baja harus dipanaskan melalui suhu pengkristalan kembali untuk

membebaskan tegangantegangan dalam baja.Kemudian mempertahankan

pemanasanya pada suhu tinggi untuk membuat sedikit pertumbuhan butir

butiran dan suatu struktur austenit,seterusnya didinginkan secara perlahan-

lahan untuk membuat suatu struktur perlit.Baja menjadi cukup lunak sehingga

dapat dikerjakan dengan mesin.Baja anil kurang keuletanya dibandingkan

dengan hasil laku panas lainya akan tetapi baja anil membentuk geram yang

baik sewaktu pemesinan.

2. Normalisasi

Normalisasi dilakukan untuk mendapatkan struktur mikro dengan butir yang

halus dan seragam.Proses ini dapat diartikan sebagai pemanasan dan

mempertahankan pemanasan pada suhu yang sesuai diatas batas perubahan

diikuti dengan pendinginan secara bebas didalam udara luar supaya terjadi


12/15

perubahan ukuran butiran-butiran.Hal tersebut membuat ukuran menjadi

seragam dan juga untuk memperbaiki sifat-sifat mekanik dari baja tersebut.

Pada proses ini baja dipanaskan untuk membentuk struktur austenit direndam

dalam keadaan panas,dan seterusnya didinginkan secara bebas di

udara.Pendinginan yang bebas akan menghasilkan struktur yang lebih halus

daripada struktur yang dihasilkan dengan jalan anealing.Pengerjaan mesin

juga akan menghasilkan permukaan yang lebih baik.

3. Pengerasan ( Hardening )

Pengerasan biasanya dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi

atau kekuatan yang lebih baik.Pengerasan dilakukan dengan memanaskan baja

sampai ke daerah austenit lalu mendinginkanya dengan cepat,dengan

pendinginan yang cepat ini terbentuk martensit yang kuat. Temperatur

pemanasanya,lama waktu tahan dan laju pendinginan untuk pengerasan

banyak tergantung pada komposisi kimia dari baja.Kekerasan maksimum

yang dapat dicapai tergantung pada kadar karbon dalam baja.Kekerasan yang

terjadi pada benda akan tergantung pada temperature pemanasan,waktu tahan

dan laju pendinginan yang dilakukan pada proses laku panas,disamping juga

pada harden ability baja yang dikeraskan.

Kadar unsur karbon mempengaruhitingkat kekerasan suatu baja. Semakin

banyak kandungan karbon maka semakin banyak pula martensit yang akan dihasilkan

ketika proses hardening atau perlakuan panas. Seperti yang telah kita ketahui,

martensit membawa sifat keras sehingga dapat kita simpulkan semakin banyak

kandungan karbon maka semakin banyak martensit yang akan terbentuk dan semakinkeras pula kekerasan baja tersebut. Namun kekurangan dari baja ini adalah rapuh dan

tidak tahan terhadap korosi sehingga diperlukan pelapisan permukaan pada baja ini.


13/15


14/15

LAPORAN PRAKTEK TEKNIK PERLAKUAN

PANAS DAN PELAPISAN PERMUKAAN

Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Teknk Perlakuan Panas dan Pelapisan

sebagai laporan praktek yang dibimbing oleh: Bapak Wahono

Oleh :

Elvinca Reysanjani 100511401876

Danni Ari Setiawan 100511401

Abdul Hamid 100511401

FAKULTAS TEKNIK

S1 PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS NEGERI MALANG


15/15

Desember 2012

laporan perlakuan panas

Documents