PENGARUH VARIASI VISKOSITAS PELUMAS TERHADAP

PROSES QUENCHING PADA BAJA ST 60

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan

Program Sarjana Teknik (S1)

Disusun Oleh :

MAULANA KRESNA HANAFIA

201310120311191

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2017

ABSTRAK

Quenching merupakan salah satu perlakuan panas yang sering digunakan di

dalam dunia industri terutama industri manufaktur. Hal tersebut dikarenakan

proses quenching dapat meningkatkan sifat mekanik dari material tersebut

terutama kekerasan. Akan tetapi material yang telah diberi proses quenching akan

menjadikan material tersebut memiliki sifat getas oleh karena itu diperlukan

penelitian mengenai faktor-faktor yang mempegaruhi kegetasan dari proses

quenching itu sendiri. Faktor-faktor penting dari proses quenching itu sendiri

adalah salah satunya mengenai media pendingin dan laju pendinginan. Penelitian

ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh viskositas oli terhadap sifat mekanik dari

baja ST 60 yang telah dilakukan proses heat treatment dan proses quenching.

proses pemanasan menggunakan tungku pemanas, sedangkan proses pendinginan

menggunakan oli dengan tingkat yang berbeda viskositas yaitu SAE 20, SAE 40,

SAE 90 dan SAE 140. Penelitian menunjukkan bahwa perbedaan dalam viskositas

pelumas dalam proses pendinginan dapat mempengaruhi nilai kekerasan material

uji. Semakin rendah viskositas pelumas, maka nilai kekerasan cenderung

meningkat, sedangkan semakin tinggi viskositas pelumas, maka nilai kekerasan

cenderung menurun. Pendinginan perubahan proses bahan menjadi keras, yang

ditandai dengan hasil selama proses pengujian kekerasan menunjukkan

peningkatan nilai kekerasan, hal ini disebabkan perubahan dalam struk mikro ferrit

dan perlit struktur menjadi struktur martensit yang keras dan rapuh.

Key words : Baja karbon menengah, Heat treatment, Quenching, viskositas oli

ABSTRACT

Quenhing is heat treatment mostly conducted by manufacture industry. The

reason shows that quenching process is able to increace mechanical characteristics

of material, especially hardness. Yet, material with quenching process will have

brittle characteristics where there is needed further research on the influenching

factors of brittle caused by quenching process. One important factors of quenching

process is cooling medium and cooling rate. This researh aimed to find the

influence of viscocity toward STt60 mechanical characteristics after heat treatment

and quenching process. Heating process used heater furnace, while cooling process

used lubricating oil with different viscocity: they are SAE 20, SAE 40, SAE90, and

SAE140. The research shows that the different in lubrication viscocity for cooling

process can influence hardness value of specimen. The lower of lubrication

viscocity, the hardness tends to be increase and vice versa. Change on hardness

caused bycooling process shows on the result during hardness examination process

where it is increased. It is caused by the change of ferrit micro structure and perlit

structure to martensit, which it is hard and brittle

Keywords: Middle carbon steel, Heat treatment, Quenching, oil viscosity

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada kehadirat Allah SWT yang

mana hanya atas limpahan rahmat, taufiq dan hidayah NYA laporan tugas akhir

yang berjudul ‘PENGARUH VARIASI VISKOSITAS PELUMAS

TERHADAP PROSES QUENCHING PADA BAJA ST 60 ’’ akhirnya dapat

terselesaikan.

Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat banyak hambatan dan rintangan

yang di hadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala tulisan tersebut

dapat teratasi. Oleh sebab itu sepatutnya saya ungkapkan terima kasih atas jasa baik

yang selama ini telah diterima, baik nasehat, petunjuk ide, saran, serta

bimbingannya sehingga penyusun dapat menyelesaikan skripsi ini. Ungkapan

terima kasih tersebut disampaikan kepada :

1. ALLAH SWT yang selalu memberikan rahmat, taufiq, dan hidayah NYA

kepada saya.

2. Kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materil maupun non

materil, mendoakan, mengingatkan akan pesan – pesannya yang tak akan

terlupakan.

3. Keluarga besar yang selelu mendoakan dan mensuport.

4. Bapak Murjito, ST ., MT. selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberi

masukan ide, serta saran sehingga terselesaikannya skripsi ini.

5. Bapak Ir. Trihono Sewoyo., MT selaku Dosen Pembimbing II yang telah

memberikan saran serta cara – cara penulisan yang benar sehingga skripsi

ini terselesaikan.

6. Bapak Ir. Daryono, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin UMM.

7. Bapak Budiono, Ssi, MT selaku Sekertaris Jurusan Teknik Mesin UMM

8. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa

bimbingan teoritis secara langsung maupun tidak langsung.

9. Teman – teman mesin D angkatan 2013 yang selalu memberi semangat,

masukan ide, saran dan nasehat.

10. Teman – teman kos ( Angga, Aan, Wahyu, Dimas, Taufiq) yang selalu

menghibur dan mensuport saya.

11. Teman – teman sharring ( Johan , Falik, Rohen, Ardika, Faris S) yang

selalu memberi masukan sehingga terselesaikannya skripsi ini.

12. Teman – teman gamers ( Afif, Suko, Leoranova, Awwabin, Wahyu Budi,

Reggie, Amir, Iwan Ngger, Unggul) yang selalu menghibur saya.

13. Erny Heryastuti yang selalu menyemangati dan membantu mencari bahan

buat skripsi saya.

14. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak atas

bantuan kalian semua.

Dalam penyusunan skripsi ini tentunya masih terdapat kekurangan yang tidak

terbahas, oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan

sangat diharapkan untuk pengembangan skripsi ini. Semoga ALLAH SWT

memberikan rahmat, taufiq, serta hidayah NYA kepada semua pihak yang tersebut

diatas dan penyusun berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan

pembaca.

Malang 25 Oktober 2017

Maulana Kresna H

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL………………………………………………………………i

POSTER……………..……………………………………………………………ii

LEMBAR PENGESAHAN………………………………………………………iii

BERITA ACARA PEMBIMBING I……………………………………………..iv

BERITA ACARA PEMBIMBING II…………………………………………….v

LEMBAR PERNYATAAN……………………………………………………...vi

ABSTRAK…………………………………………………………………….....vii

ABSTRACT……………………………………………………………………..viii

KATA PENGANTAR……………………………………………………………ix

DAFTAR ISI……………………………………………………………………...xi

DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………xiii

DAFTAR TABEL……………………………………………………………….xiv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang…………………………………………………………..1

1.2 Rumusan Masalah……………………………………………………….2

1.3 Tujuan Penelitian………………………………………………………..2

1.4 Batasan Masalah………………………………………………………...2

1.5 Manfaat Penelitian………………………………………………………2

1.6 Sistematika Penulisan…………………………………………………...3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Baja karbon……………………………… …………………………….4

2.1.1 Baja karbon rendah……………… …………………………..4

2.1.2 Baja karbon sedang…………...……………………………….5

2.1.3 Baja karbon tinggi…………...………………………………………………5

2.2 Baja ST 60………………………………………………………………5

2.3 Heat Treatment…………………………………………………………6

2.3.1 Anealing……………………………………………………….6

2.3.2 Normalizing.............................................................................. 6

2.3.3 Tempering……………………………………………………. 7

2.3.4 Carburizing…………………………………………………... 8

2.3.5 Holding Time……………………………………………….. 8

2.4 Quenching……………………………………………………………... 9

2.4.1 Diagram fasa besi karbon…………………………………… 9

2.4.2 Diagram TTT……………………………………………….. 11

2.5 Media pendingin……………………………………………………………. 13

2.6 Pengujian Kekerasan……………………………………………………….. 15

2.7 Pengujian Mikrostruktur……………………………………………… 15

2.8StatistikPengujian...…………………………………………………… 16

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Penelitian……………………………………………… 18

3.2 Waktu dan Tempat…………………………………………………… 19

3.3 Material, Alat dan Bahan…………………………………………………… 20

3.3.1 Material……………………………………………………... 20

3.3.2 Alat dan Bahan Penelitian………………………………….. 20

3.4 Langkah Kerja Penelitian…………………………………………………… 22

3.5 Modul Pengolah Data………………………………………………… 23

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Pengujian…………………………………………………. 24

4.2 Perhitungan Data……………………………………………………... 25

4.2.1 Perhitungan Vickers Pada Pendingin Oli SAE 20………… 25

4.2.2 Perhitungan Vickers Pada Pendingin Oli SAE 40. ………...26

4.2.3 Perhitungan Vickers Pada Pendingin Oli SAE 90………… 27

4.2.4 Perhitungan Vickers Pada Pendingin Oli SAE 140 ………..27

4.3 Pengujian Mikrostruktur……………………………………………… 29

4.3.1 Hasil Pengujian Mikrostruktur Pada Oli SAE 20…………… 29

4.3.2 Hasil Pengujian Mikrostruktur Pada Oli SAE 40…………… 30

4.3.3 Hasil Pengujian Mikrostruktur Pada Oli SAE 90…………… 31

4.3.4 Hasil Pengujian Mikrostruktur Pada Oli SAE 140………….. 32

4.4 Pembahasan……………………………………………………………33

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ………………………………………………………….. 35

5.2 Saran…………………………………………………………………..35

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 : Diagram Besi Karbon………………………………………9

Gambar 2.2 : Struktur Body Center Cubic…………………………………10

Gambar 2.3 : Diagram TTT 1……………………………………………... 11

Gambar 2.4 : Diagram TTT 2……………………………………………... 13

Gambar 2.5 : Hasil Pengamatan Pengujian Mikrostruktur…………………16

Gambar 3.1 : Diagram Alir Penelitian……………………………………...18

Gambar 3.2 : Tungku Pemanasan…………………………………………..20

Gambar 3.3 : Tang Penjepit………………………………………………...21

Gambar 3.4 : Penampung Oli………………………………………………21

Gambar 3.5 : Mikroskop……………………………………………………21

Gambar 3.6 : Alat Uji Vickers……………………………………………...22

Gambar 4.1 : Grafik Nilai Kekerasan………………………………………28

Gambar 4.2 : Hasil Pengujian Mikrostruktur Dengan Quenching SAE 20...29

Gambar 4.3 : Hasil Pengujian Mikrostruktur Dengan Quenching SAE 40...30

Gambar 4.4 : Hasil Pengujian Mikrostruktur Dengan Quenching SAE 90...31

Gambar 4.5 : Hasil Pengujian Mikrostruktur Dengan Quenching SAE 140.32

Gambar 4.6 : Hasil Pengujian Mikrostruktur Dengan Quenching SAE 140.33

Gambar 4.7 : Hasil Pengujian Mikrostruktur Dengan Quenching SAE 20...33

Gambar 4.8 : Grafik Nilai Kekerasan………………………………………34

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 : Komposisi Baja ST 60………………………………………………6

Tabel 3.1 : Pengolah Data Uji Kekerasan……………………………………...23

Tabel 4.1 : Data ST 60 Setelah Heat Treatment dan Quenching Pada Oli SAE

20…………………………………………………………………….24

Tabel 4.2 : Data ST 60 Setelah Heat Treatment dan Quenching Pada Oli SAE

40…………………………………………………………………….24

Tabel 4.3 : Data ST 60 Setelah Heat Treatment dan Quenching Pada Oli SAE

90…………………………………………………………………….25

Tabel 4.4 : Data ST 60 Setelah Heat Treatment dan Quenching Pada Oli SAE

140………………………………………………………………… 25

DAFTAR PUSTAKA

Amstead, BH, 1997, Jakarta, Erlangga : Teknologi Mekanik jilid 1

Djafri, Sriati, 1983, Terjemahan dari Manufacturing Processes, Jakarta, Erlangga :

Teknologi Mekanik Jilid I

Djafri, Sriati. 1987.. Terjemahan dari Mechanical Metallurgy. Jakarta, Erlangga :

Metalurgi Mekanik

Doan, G.E. 1952. The Principles of Physical Metallurgy New York: Mc Graw Boo

Company.

Koswara, Engkos, 1999, Bandung, Humaniora Utama Press : Pengujian Bahan

Logam

Rajan, TJ, Sharma, 1997, New Delhi, Prentice Hall of India Private Limited : Heat

Treatment Principlea and Techniques

Schonmentz, Gruber, 1985, Bandung, Aksara : Pengetahuan Bahan Dalam

Pengerjaan Logam

Soejdono. 1978, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan : Pengetahuan Logam1,

Supardi, Edih, 1999, Bandung , Angkasa : Pengujian Logam,