Upload
phamduong
View
236
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
PENGARUH LINGKUNGAN PANTAI TERHADAP LAJU KOROSI DAN
SIFAT MEKANIK PADA BAJA KARBON SEDANG DENGAN
PERLAKUAN PANAS QUENCHING DAN NORMALIZING
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh:
SILVESTER TAUFAN DWI CHRISTIYANTO
NIM : 135214047
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2017
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
EFFECT OF THE BEACH ENVIRONMENT TO CORROSION RATE
AND MECHANICAL PROPERTIES OF MEDIUM CARBON STEEL
WITH QUENCHING AND NORMALIZING TREATMENT
FINAL PROJECT
Presented as Partial Fulfillment of The Requirements
To Obtain the Sarjana Teknik Degree
in Mechanical Engineering
By :
SILVESTER TAUFAN DWI CHRISTIYANTO
Student Number : 135214047
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2017
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis haturkan kepada Allah, Bapa, Putra dan Roh kudus yang
selalu melimpahkan rahmat-Nya kepada penulis hingga dapat menyelesaikan tugas
akhir ini.
Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi bagi
mahasiswa Teknik Mesin sebelum dinyatakan lulus sebagai Sarjana Teknik.
Pelaksanaan dan penulisan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan banyak pihak, baik
berupa materi, bimbingan, kerja sama serta dukungan moril. Dalam kesempatan ini
penulis mengucapakan terimakasih kepada:
1. Sudi Mungkasi Ph.D., Dekan Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas
Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., Ketua Program Studi Teknik Mesin
Universitas Sanata Dharma.
3. Doddy Purwadianto, S.T., M.T., Dosen pembimbing akademik.
4. Budi Setyahandana M.T., Dosen pembimbing Tugas Akhir.
5. Seluruh dosen dan karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas
Sanata Dharma.
6. Martono Dwiyaning Nugroho, Ag. Ronny Widaryawan, Intan Widanarko
dan semua Laboran yang lain.
7. Kepada bapak Florentinus Murgiyanto, (alm) Christina Sri Sudarsih, dan
kakak saya Christopher Putut Sihantoro, terimakasih atas dukungan moral,
finansial, doa dan motivasi tiada henti hingga tugas akhir ini dapat selesai.
8. Teman-teman satu kelompok Yulius Bima dan Alyoisius Bagus.
9. Teman-teman PH Familia yang selalu mendukung saya.
10. Rekan-rekan dan semua pihak yang membantu dalam penulisan tugas
akhir ini.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
Penulis menyadari bahwa Tugas akhir ini masih jauh dari sempurna
sehingga kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan
guna penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Yogyakarta, 4 Juni 2017
Penulis
Silvester Taufan Dwi Christiyanto
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ……..………………………………………………………. i
TITLE PAGE …………….……………………………………………………… ii
HALAMAN PERSETUJUAN DOSEN ………………………...……………….iii
HALAMAN PENGESAHAN ……………………………………………….….. iv
PERYATAAN HASIL KARYA ...………………………………………………..v
LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ……………….….vi
KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii
DAFTAR ISI.......................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL................................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ xvi
INTISARI............................................................................................................ xvii
ABSTRACT....................................................................................................... xviii
BAB I PENDAHULUAN....................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah .................................................................................... 2
1.3. Tujuan Penelitian...................................................................................... 2
1.4. Manfaat Penelitian.................................................................................... 3
1.5. Batasan Masalah....................................................................................... 3
1.6. Metode Pengumpulan Data ...................................................................... 4
BAB II DASAR TEORI ......................................................................................... 5
2.1. Baja........................................................................................................... 5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
2.1.1. Klasifikasi Baja ................................................................................. 5
2.1.2. Sifat Mekanik Baja............................................................................ 6
2.1.3. Diagram Fasa Fe-C ........................................................................... 8
2.1.4. Struktur Mikro Baja ........................................................................ 10
2.2. Perlakuan Panas...................................................................................... 11
2.3. Pendinginan ............................................................................................ 13
2.3.1 Pendinginan Tidak Kontinyu................................................... 13
2.3.2. Pendinginan Kontinyu..................................................................... 14
2.4. Media Pendinginan................................................................................. 14
2.5. Pengertian Korosi ................................................................................... 16
2.6. Faktor-faktor Laju Korosi....................................................................... 21
2.7. Pengujian Bahan..................................................................................... 23
2.7.1. Pengujian Tarik ............................................................................... 23
2.7.1.1 Perilaku Mekanik Material ........................................................ 23
2.7.2. Pengamatan Struktur Mikro............................................................30
2.8. Tinjauan Pustaka….................................................................................32
BAB III METODE PENELITIAN........................................................................ 35
3.1. Skema Penelitian .................................................................................... 35
3.2. Persiapan Spesimen ................................................................................ 36
3.3. Peralatan Yang Digunakan ..................................................................... 36
3.4. Pembuatan Spesimen.............................................................................. 42
3.5. Proses Perlakuan Panas ( Heat Treatment ) Spesimen ........................... 43
3.5.1. Proses Perlakuan Panas Normalizing Spesimen ............................. 43
3.5.2. Proses Perlakuan Panas Quenching Spesimen................................ 44
3.5.3. Proses Perlakuan Panas Normalizing Spesimen ............................. 45
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
3.6. Penempatan Benda Uji Pada Lingkungan Pantai ................................... 45
3.7. Pengujian Spesimen ............................................................................... 46
3.7.1. Perhitungan Laju Korosi ................................................................. 46
3.7.2. Uji Tarik .......................................................................................... 48
3.7.3. Pengamatan Struktur Mikro ............................................................ 49
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN...................................... 51
4.1. Pengujian Tarik ...................................................................................... 51
4.2. Perhitungan Laju Korosi ........................................................................ 57
4.3. Pengamatan Struktur Mikro ................................................................... 62
4.4. Pengamatan Korosi secara Makro .......................................................... 63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN................................................................ 69
5.1. Kesimpulan............................................................................................. 69
5.2. Saran ....................................................................................................... 69
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 71
LAMPIRAN ……………………………………………………………………. 72
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 3. 1 Unsur Kimia Baja Karbon Sedang....................................................... 36
Tabel 4. 1 Data Uji Tarik Spesimen Quenching dan Normalizing........................52
Tabel 4. 2 Data Uji Tarik Spesimen Normalizing................................................. 53
Tabel 4. 3 Data Laju Korosi Spesimen Quenching Normalizing.......................... 58
Tabel 4. 4 Data Laju Korosi Spesimen Normalizing.............................................59
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Diagram Fasa Besi-Karbida-Besi....................................................... 8
Gambar 2. 2 Struktur mikro pada besi dan baja.................................................... 10
Gambar 2. 3 Isothermal Tranformation Diagram................................................. 13
Gambar 2. 4 Continuous Cooling Transformation Diagram................................. 14
Gambar 2. 5 Korosi Seragam pada pipa................................................................ 17
Gambar 2. 6 Korosi Pitting ................................................................................... 18
Gambar 2. 7 Korosi Erosi pada Impeller .............................................................. 18
Gambar 2. 8 Korosi Dwilogam…..........................................................................19
Gambar 2. 9 Korosi Tegangan .............................................................................. 19
Gambar 2. 10 Korosi Celah................................................................................... 20
Gambar 2. 11 Korosi Lelah................................................................................... 20
Gambar 2. 12 Korosi Batas Butir .......................................................................... 21
Gambar 2. 13 Kurva tegangan-regangan ............................................................. 24
Gambar 2. 14 Kurva tegangan-regangan .............................................................. 25
Gambar 2. 15 Grafik tegangan- regangan baja yang memperlihatkan kesamaan
modulus elastisitas. ............................................................................................... 28
Gambar 2. 16 Kurva tegangan-regangan tersebut pada baja karbon rendah (mild
steel). ..................................................................................................................... 30
Gambar 2. 17 Ilustrasi penampang samping bentuk patahan spesimen uji tarik
sesuai dengan tingkat keuletan/kegetasan ............................................................. 30
Gambar 2. 18 Contoh/ sampel dengan mikroskop ........................................ 32
Gambar 3. 1 Skema Penelitian ...…………………………………………...……35
Gambar 3. 2 Mesin Bubut ..................................................................................... 37
Gambar 3. 3 Jangka Sorong .................................................................................. 37
Gambar 3. 4 Pahat Bubut ...................................................................................... 37
Gambar 3. 5 Mesin Uji Tarik ................................................................................ 38
Gambar 3. 6 Mikroskop Metallurgi ...................................................................... 38
Gambar 3. 7 Oven ................................................................................................. 39
Gambar 3. 8 Jangka Sorong .................................................................................. 39
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
Gambar 3. 9 Stopwatch ......................................................................................... 39
Gambar 3. 10 Autosol ........................................................................................... 40
Gambar 3. 11 Amplas ........................................................................................... 40
Gambar 3. 12 Neraca Digital ................................................................................ 40
Gambar 3. 13 Accu Zurr ....................................................................................... 41
Gambar 3. 14 Oli................................................................................................... 41
Gambar 3. 15 Thermometer .................................................................................. 41
Gambar 3. 16 HNO3 5%........................................................................................ 42
Gambar 3. 17 Standar ASTM A370-03a .............................................................. 42
Gambar 3. 18 Bentuk Spesimen Uji Tarik ............................................................ 43
Gambar 3. 19 Spesimen saat di quenching ........................................................... 45
Gambar 3. 20 Spesimen setelah di quenching ...................................................... 45
Gambar 3. 21 Spesimen diletakkan di lingkungan pantai..................................... 46
Gambar 3. 22 Spesimen ditimbang................................................................... 47
Gambar 3. 23 Spesimen dibersihkan..................................................................... 47
Gambar 3. 24 Spesimen direndam dalam air accu................................................ 47
Gambar 3. 25 Spesimen bersih ditimbang ............................................................ 48
Gambar 3. 26 Mesin Uji Tarik .............................................................................. 49
Gambar 3. 27 Contoh/ sampel dengan mikroskop ................................................ 50
Gambar 4. 1 Grafik UTS Spesimen Quenching dan Normalizing.........................54
Gambar 4. 2 Grafik UTS Spesimen Normalizing ................................................. 54
Gambar 4. 3 Grafik UTS Perbandingan Spesimen Quenching Normalizing dan
spesimen normalizing............................................................................................ 55
Gambar 4. 4 Grafik Regangan Spesimen Normalizing......................................... 56
Gambar 4. 5 Grafik Regangan Spesimen Quenching Normalizing ...................... 56
Gambar 4. 6 Grafik Perbandingan Regangan Spesimen Quenching Normalizing
dengan Spesimen Normalizing ............................................................................. 57
Gambar 4. 7 Grafik Laju Korosi Spesimen Quenching Normalizing.................. 60
Gambar 4. 8 Grafik Laju Korosi Spesimen Normalizing ..................................... 60
Gambar 4. 9 Grafik Perbandingan Laju Korosi Spesimen Quenching Normalizing
dengan Spesimen Normalizing ............................................................................. 61
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
Gambar 4. 10 Struktur mikro dari spesimen quenching normalizing ................... 62
Gambar 4. 11 Struktur mikro dari spesimen normalizing..................................... 62
Gambar 4. 12 Spesimen quenching normalizing terkorosi 1 bulan. ..................... 63
Gambar 4. 13 Spesimen quenching normalizing terkorosi 2 bulan ...................... 64
Gambar 4. 14 Spesimen quenching normalizing terkorosi 3 bulan ...................... 64
Gambar 4. 15 Spesimen quenching normalizing terkorosi 4 bulan ...................... 65
Gambar 4. 16 Spesimen normalsing terkorosi 1 bulan ......................................... 65
Gambar 4. 17 Spesimen normalsing terkorosi 2 bulan ......................................... 66
Gambar 4. 18 Spesimen normalsing terkorosi 3 bulan ......................................... 66
Gambar 4. 19 Spesimen normalsing terkorosi 4 bulan ......................................... 67
Gambar 4. 20 Bentuk patahan spesimen quenching normalizing N17..................67
Gambar 4. 21 Bentuk patahan spesimen quenching P16.......................................67
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Hasil pengujian komposisi
Lampiran 2 Grafik Uji Tarik Spesimen Quenching Normalizing
Lampiran 3 Grafik Uji Tarik Spesimen Normalizing
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
INTISARI
Kondisi alam Indonesia yang beriklim tropis, dan dekat dengan
lingkungan laut yang merupakan faktor yang dapat mempercepat proses korosi.
Korosi adalah rusaknya suatu bahan atau menurunnya kualitas suatu bahan karena
terjadi reaksi dengan lingkungan sekitarnya. Korosi hanya dapat dikendalikan atau
diperlambat laju korosinya. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui
pengaruh lingkungan pantai terhadap laju korosi dan sifat mekanik pada baja
karbon sedang yang diberi perlakuan panas quenching normalizing serta
dibandingkan dengan spesimen yang diberi perlakuan panas normalizing.
Dalam penelitian ini, bahan yang digunakan adalah baja karbon sedang
dengan kadar karbon 0,65%. Proses terkorosinya spesimen dengan cara spesimen
diletakkan pada lingkungan pantai, kemudian dilakukan pengambilan dan
pengujian secara berkala 1 bulan, 2 bulan, 3 bulan dan 4 bulan.
Hasil penelitian menunjukan bahwa perhitungan laju korosi spesimen
quenching normalizing dan spesimen normalizing mengalami kenaikan nilai laju
korosi. Nilai laju korosi pada spesimen quenching normalizing yang terkorosi
dibulan pertama sebesar 99,10 mdd (mg/mm²/day) dan nilai laju korosi dibulan
keempat terkorosi sebesar 204,78 mdd. Spesimen quenching normalizing
mengalamai kenaikan nilai laju korosi sebesar 106,47%. Sedangkan nilai laju
korosi pada spesimen normalizing yang terkorosi dibulan pertama terkorosi
sebesar 105,41 mdd dan nilai laju korosi dibulan keempat terkorosi sebesar
213,10 mdd. Spesimen normalizing mengalami kenaikan sebesar 102,16%. Hasil
pengujian tarik untuk mengetahui kekuatan tarik maksimal spesimen quenching
normalizing serta spesimen normalizing jika dibandingkan tidak menunjukkan
perubahan kekuatan tarik maksimal secara signifikan. Dari pengamatan struktur
mikro, bahwa spesimen quenching normalizing dengan media pendingin oli
memiliki fasa ferit (putih), perlit (hitam), bainit (keabu-abuan). Sedangkan
spesimen normalizing memiliki fasa ferit (putih) dan perlit (hitam).
Kata kunci: Korosi, Baja karbon, Pantai, Quenching, Normalizing
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xviii
Abstract
Indonesia’s natural tropical climate and close to the coastal environment
are the factors that can accelerate the corrosion process.corrosion is the
destruction of a material or down grade of the material quality because of the
reaction with the environment surrounding the corrosion can only be controlled or
slowed the rate of corrosion. The purpose of this research is was to investigate
effect of coastal environment on corrosion rate and mechanical properties on
medium carbon steel which was given heat treatment of quenching normalizing
and compared with that treatment normalizing specimen.
In this research, the material used is carbon steel with 0,6% of carbon
content which composition already tested. The process of its specimen corrosion
is by putting the specimen in coastal environment, and the examination and data
retrieval will be taken periodically within 4 months.
The result of this research shows that the corrosion rate of quenching
normalizing specimen and normalizing specimen experienced an increase in its
corrosion rate. The corrosion rate value of quenching normalizing which is
corroded in first month is 99,10 mdd (mg/mm²/day) and the corrosion rate value
in fourth month is 204,78 mdd. Quenching normalizing specimen experienced an
increase in its corrosion rate which is 106,47%. While the corrosion rate value of
normalizing specimen which is corroded in the first month is 105,41 mdd and its
corrosion rate value in forth month is 213,10 mdd. Normalizing specimen
experienced 102,16% increases in its corrosion rate value. The tensile test result
which is used to discover the maximum tensile strength of both quenching
normalizing specimen and normalizing specimen doesn’t show significant
changes in their maximum tensile strength. From an observation of microstructure
that quenching normalizing specimen with oil cooling medium has ferrite phase
(white), perlite (black), bainit (greyish). While the normalizing specimen has
ferrite phase (white), and perlite (hitam).
Keyword: Corrosion, Carbon Steel, Beach, Quenching, Normalizing
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kerusakan logam yang disebabkan oleh lingkungan udara untuk Negara
beriklim tropis seperti Indonesia, merupakan masalah yang sangat serius dan
perlu ditangani dengan sungguh-sungguh. Adapun dilingkungan pantai yang
korosif terdapat banyak kontruksi yang menggunakan baja, sehingga pasti
akan mengalami korosi. Di dunia industri terutama pada dunia material, korosi
merupakan permasalahan yang serius. Dalam kaitan dengan hal ini ditegaskan,
bahwa pada umumnya biaya pengendalian korosi di Indonesia berkisar antara
2 hingga 3,5% dari GNP (Growth National Produk). Biaya pengendalian
korosi adalah semua biaya yang timbul untuk menanggulangi korosi mulai
dari desain sampai dengan proses pemeliharaan. (Biro Klasifikasi Indonesia,
1997). Maka dapat dibayangkan besarnya biaya yang harus dikeluarkan untuk
penanggulangan korosi.
Korosi atau pengkaratan merupakan suatu peristiwa kerusakan atau
penurunan kualitas suatu bahan logam yang disebabkan oleh terjadinya reaksi
terhadap lingkungan. Beberapa pakar berpendapat definisi hanya berlaku
pada logam saja, tetapi para insinyur korosi juga ada yang mendefinisikan
istilah korosi berlaku juga untuk material non logam, seperti keramik, plastik,
karet. Sebagai contoh rusaknya cat karet karena sinar matahari atau terkena
bahan kimia, mencairnya lapisan tungku pembuatan baja, serangan logam
yang solid oleh logam yang cair (liquid metal corrosion). (AR Hakim, 2012).
Dampak yang ditimbulkan korosi dapat berupa kerugian langsung dan
kerugian tidak langsung. Kerugian langsung adalah berupa terjadinya
kerusakan pada peralatan, permesinan atau stuktur bangunan. Sedangkan
kerugian tidak langsung berupa terhentinya aktifitas produksi karena
terjadinya penggantian peralatan yang rusak akibat korosi. Bahkan kerugian
tidak langsung dapat berupa terjadinya kecelakaan yang menimbulkan korban
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
jiwa, seperti kejadian runtuhnya jembatan akibat korosi retak tegang di West
Virginia yang menyebabkan 46 orang meninggal dunia. (Simatupang, 2005).
Faktor yang berpengaruh terhadap korosi dapat dibedakan menjadi dua,
yaitu yang berasal dari bahan itu sendiri dan dari lingkungan. Faktor dari
bahan meliputi kemurnian bahan, struktur bahan, bentuk kristal, teknik
pencampuran bahan dan sebagainya. Faktor dari lingkungan meliputi tingkat
pencemaran udara, suhu, kelembaban, keberadaan zat-zat kimia yang bersifat
korosif dan sebagainya.
Dalam penelitian ini penulis ingin mengetahui bagaimana sifat mekanik
dan laju korosi dari baja dengan kadar karbon 0,65% yang mendapat
perlakuan panas quenching dan normalizing dibandingkan dengan baja
karbon dengan kadar karbon 0,65% yang mendapat perlakuan panas
normalizing terhadap lingkungan pantai selama 1 bulan, 2 bulan, 3 bulan dan
4 bulan.
1.2 Rumusan Masalah
Telah diketahui bahwa perlakuan panas akan merubah karakteristik baja
karbon. Hal yang menjadi pertanyaan adalah seberapa besar pengaruh
quenching dan normalizing terhadap laju korosi baja dengan kadar karbon
0,65% di lingkungan pantai.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk :
a. Mengetahui laju korosi baja dengan kadar karbon 0,65% dengan
perlakuan panas quenching normalizing dan baja dengan kadar
karbon 0,65% dengan perlakuan panas normalizing di lingkungan
pantai.
b. Mengetahui kekuatan tarik baja dengan kadar karbon 0,65%
dengan perlakuan panas quenching normalizing dan baja dengan
kadar karbon 0,65% dengan perlakuan panas normalizing di
lingkungan pantai.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
c. Mengetahui struktur mikro baja dengan kadar karbon 0,65%
dengan perlakuan panas quenching normalizing dan baja dengan
kadar karbon 0,65% dengan perlakuan panas normalizing di
lingkungan pantai.
1.4 Manfaat Penelitian
Penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan manfaat antara
lain:
a. Dapat dipergunakan sebagai referensi pada penelitian selanjutnya.
b. Dapat menentukan hasil dari laju korosi, kekuatan tarik dan
struktur mikro untuk bahan baja dengan kadar karbon 0,65% yang
mendapat perlakuan panas quenching normalizing di lingkungan
pantai dari waktu ke waktu.
c. Dapat menentukan hasil dari laju korosi, kekuatan tarik dan
struktur mikro untuk bahan baja dengan kadar karbon 0,65% yang
mendapat perlakuan panas normalizing di lingkungan pantai dari
waktu ke waktu.
d. Memberi data untuk perkembangan pembangunan - pembangunan
yang menggunakan baja dengan kadar karbon 0,65% di lingkungan
pantai.
1.5 Batasan Masalah
Batasan masalah yang ditentukan penulis dalam penelitian dan
penyusunan tugas akhir ini, agar terfokus dan sistematis. Lingkup penelitian
adalah:
a. Spesimen yang digunakan adalah baja dengan kadar karbon 0,65%.
b. Spesimen diberikan perlakuan panas quenching dan normalizing.
c. Waktu penelitian adalah 1 bulan, 2 bulan, 3 bulan, 4 bulan. .
d. Pengujian dan pengamatan yang dilakukan: laju korosi, kekuatan
tarik, dan struktur mikro.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
e. Pengujian dan pengamatan dilakukan di Laboratorium Teknik
Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta dan Institut Sains
dan Teknologi AKPRIND.
f. Lokasi penelitian spesimen di pantai Baru, Bantul Yogyakarta.
1.6. Metode Pengumpulan Data
Penyusunan hasil penelitian dan analisa yang dilakukan diharapkan bisa
mendapatkan hasil yang akurat dan sistematis serta tidak melenceng jauh dari
landasan teori yang ada, maka penulis melakukan beberapa metode
pengumpulan data, antara lain :
a. Literatur
Studi literatur digunakan sebagai dasar acuan dan referensi yang
diantaranya mencakup : Landasan teori, gambar, tabel, grafik, dan
segala sesuatu yang berkaitan dengan penelitian. Persamaan untuk
perhitungan yang berkaitan dengan analisa data diambil sebagai
pembanding antara hasil dari penelitian dan pembahasan.
b. Konsultasi dan Diskusi
Konsultasi dan diskusi dilakukan dengan dosen pembimbing,
laboran yang membantu proses penelitian dan rekan-rekan
mahasiswa lain yang bertujuan untuk mendapatkan hasil penelitian,
analisa, dan pembahasan yang baik, juga berguna untuk bertukar
informasi, masukan antar mahasiswa yang berhubungan dengan
penelitian yang dilakukan.
c. Pengujian spesimen
Data diperoleh berdasarkan proses korosi di pantai Baru, dengan
cara spesimen digantung pada ketinggian 2 meter selama 1, 2, 3
bulan. Kemudian spesimen diambil dan diuji di laboratorium ilmu
logam program studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Uji komposisi dilakukan
di PT ITOKOH CEPERINDO, Klaten, Jawa Tengah. Uji makro
dilakukan di Institut Sains dan Teknologi AKPRIND.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
BAB II
DASAR TEORI
Dalam penelitian ini penulis menggunakan baja karbon sedang dengan kadar
karbon 0,65% profil bulat/ silinder. Untuk mendalami tentang teori baja, penulis
menjelaskan dasar-dasar teori, seluk beluk tentang baja dan pengaruh lingkungan
laut terhadap baja serta efek perlakuan panas yang diberikan.
2.1 Baja
Baja adalah logam paduan antara besi (Fe) dan karbon (C), dimana besi
sebagai unsur dasar dan karbon sebagai unsur paduan utamanya. Persentase
komposisi karbon pada baja berkisar antara 0,05-1,7% dengan komposisi
tersebut dapat menentukan klasifikasi baja. Persentase unsur karbon pada baja
memiliki pengaruh langsung terhadap kekerasan baja (Amstead, 1987).
Dalam proses pembuatan baja akan terdapat unsur-unsur lain selain karbon
yang akan tertinggal di dalam baja seperti Mangan (Mn), Silikon (Si),
Kromium (Cr), Vanadium (V), dan unsur lainnya. Berdasarkan komposisi
dalam praktiknya baja terdiri dari beberapa macam yaitu: Baja Karbon
(Carbon Steel), dan Baja Paduan (Alloy Steel).
2.1.1 Klasifikasi Baja
Adapun baja karbon berdasarkan prosentase kadar karbonnya
dikelompokkan menjadi tiga macam (R.E Smallman, 1991, p.450):
a. Baja Karbon Rendah
Kandungan karbon pada baja ini kurang dari 0,3%. Karena
kadar karbon yang sangat rendah maka baja ini lunak dan tentu saja
tidak dapat dikeraskan, dapat ditempa, dituang, mudah dilas dan
dapat dikeraskan permukaannya (case hardening). Baja dengan
prosentase karbon kurang dari 0,15% memiliki sifat mudah di
mesin, mampu las dan biasanya digunakan untuk konstruksi
jembatan, bangunan, dan lainnya.
b. Baja Karbon Menengah
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
Kandungan karbon pada baja ini antara 0,3% sampai 0,7%.
Baja jenis ini dapat dikeraskan dan ditempering, dapat dilas dan
mudah dikerjakan pada mesin dengan baik. Baja ini dapat ditempa
secara mudah tetapi susah dilas semudah baja kontruksi dan baja
struktul. Penambahan kandungan karbon akan mempertinggi
kekuatan tarik tetapi mengurangi kemampuan regangnya.
Penggunaan baja karbon menengah ini biasanya digunakan untuk
poros/ as, engkol, gear, crankshaft dan sparepart lainnya.
c. Baja Karbon Tinggi.
Kandungan karbon pada baja ini antara 0,7% sampai 1,7%.
Karena kadar karbon yang tinggi maka baja ini lebih mudah dan
cepat dikeraskan dari pada yang lainnya dan memiliki kekerasan
yang baik, tetapi susah dibentuk pada mesin dan sangat susah
untuk dilas. Baja ini memiliki kekuatan tarik, kekerasan dan
ketahanan terhadap korosi lebih tinggi, tetapi kemampuan
regangnya kurang. Penggunaan baja ini untuk pegas/per, rel kereta
api, tali kawat baja, ban roda kereta api dan alat-alat pertanian.
2.1.2 Sifat Mekanik Baja
Sifat mekanik suatu bahan adalah kemampuan bahan untuk menahan
beban-beban yang dikenakan padanya. Beban-beban tersebut dapat berupa
beban tarik, tekan, bengkok, geser, puntir, atau beban kombinasi. Sifat-sifat
mekanik yang terpenting antara lain:
1. Kekuatan (strength) menyatakan kemampuan bahan untuk menerima
tegangan tanpa menyebabkan bahan tersebut menjadi patah.
Kekuatan ini ada beberapa macam, dan ini tergantung pada beban
yang bekerja antara lain dapat dilihat dari kekuatan tarik, kekuatan
geser, kekuatan tekan, kekuatan puntir, dan kekuatan bengkok.
2. Kekerasan (hardness) dapat didefinisikan sebagai kemampuan bahan
untuk bertahan terhadap goresen, pengikisan (abrasi), penetrasi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
Sifat ini berkaitan erat dengan sifat keausan (wear resistance).
Dimana kekerasan ini juga mempunyai korelasi dengan kekuatan.
3. Keuletan (elasticity) menyatakan kemampuan bahan untuk menerima
tegangan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang
permanen setelah tegangan dihilangkan. Keuletan juga menyatakan
seberapa banyak perubahan bentuk yang permanen mulai terjadi,
dengan kata lain kekenyalan menyatakan kemampuan bahan untuk
kembali ke bentuk dan ukuran semula setelah menerima beban yang
menimbulkan deformasi.
4. Kekakuan (stiffness) menyatakan kemampuan bahan untuk menerima
tegangan/ beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk
(deformasi) atau defleksi. Dalam beberapa hal kekakuan ini lebih
penting dari pada kekuatan.
5. Plastisitas (plasticity) menyatakan kemampuan bahan untuk
mengalami sejumlah deformasi plastis yang permanen tanpa
mengakibatkan terjadinya kerusakan. Sifat ini sangat diperlukan bagi
bahan yang akan diproses dengan berbagai proses pembentukan
seperti, forging, rolling, extruding dan sebagainya. Sifat ini sering
juga disebut sebagai keuletan (ductility).
6. Ketangguhan (toughness) menyatakan kemampuan bahan untuk
menyerap sejumlah energi tanpa mengakibatkan terjadinya
kerusakan. Juga dapat dikatakan sebagai ukuran banyaknya energi
yang diperlukan untuk mematahkan suatu benda kerja pada suatu
kondisi tertentu. Sifat ini dipengaruhi oleh banyak faktor, sehingga
sifat ini sulit untuk diukur.
7. Kelelahan (fatigue) merupakan kecenderungan dari logam untuk
patah apabila menerima tegangan berulang-ulang (cyclic stress) yang
besarnya masih jauh dibawah batas kekuatan elastisitasnya. Sebagian
besar dari kerusakan yang terjadi pada komponen mesin disebabkan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
oleh kelelahan. Karenanya kelelahan merupakan sifat yang sangat
penting tetapi sifat ini juga sulit diukur karena sangat banyak faktor
yang mempengaruhinya.
8. Mulur (creep) merupakan kecenderungan suatu logam mengalami
deformasi plastis yang besarnya merupakan fungsi waktu, pada saat
bahan tersebut menerima beban yang besarnya relatif tetap.
2.1.3 Diagram Fasa Fe-C
Diagram kesetimbangan besi karbon adalah diagram yang
menampilkan hubungan antara temperatur dimana terjadi perubahan fasa
selama proses pendinginan dan pemanasan yang lambat dengan kadar
karbon. Diagram ini merupakan dasar pemahaman untuk semua operasi-
operasi perlakuan panas. Dimana fungsi diagram fasa adalah memudahkan
memilih temperatur pemanasan yang sesuai untuk setiap proses perlakuan
panas baik proses anil, normalizing maupun proses pengerasan.
Gambar 2.1 Diagram Fasa Besi-Karbida-Besi
(Sumber : Georgia Tech Phase Diagram)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
a) Austenit - Besi Austenit γ
Merupakan larutan pada sela antara karbon dan besi dengan
struktur FCC, dan mampu melarutkan maksimum 2% karbon
secara intersitas pada temperature 1129oC dalam bentuk larutan
padat, austenit bersifat liat dan lunak. Austenit merupakan fasa
yang tidak stabil di temperatur kamar, sehingga dibutuhkan
komposisi paduan lain yang akan berungsi sebagai penstabil fasa
austenite pada temperatur kamar, contohnya adalah mangan (Mn)
b) Ferrit - Besi α
Struktur BBC yang mampu melarutkan 0,008% karbon pada
temperatur 723˚C Ferrit membentuk larutan padat intersiti dengan
karbon pada luasan yang sempit dengan struktur yang paling luas.
Fasa ini biasa terjadi bersamaan dengan sementit, membentuk
perlit pada pendinginan lambat. Fasa ini lunak, dan memberikan
kemampuan bentuk pada logam.
c) Perlit – α + Fe₃C
Merupakan campuran eutektoit dengan kandungan 0,8% karbon
yang tampak tersusun berlapis-lapis secara bergantian dari ferrit
dan sementit. Oleh karena itu perlit mempunyai sifat antara ferrit
dan sementit yaitu cukup kuat dan tahan terhadap korosi. Perlit
terbentuk pada suhu 723˚C, dimana pada saat pendinginan 0,8%
karbon akan menghasilkan 100% perlit pada komposisi eutectoid.
Bila laju pendinginan lambat maka karbon dapat berdifusi lama
sehinga terbentuk perlit kasar, sedangkan bila laju pendinginan
dipercepat maka akan terbentuk perlit halus.
d) Sementit/ karbida besi - Fe₃C
Senyawa kimia antara besi dengan karbon dengan kandungan
karbon sebanyak 6,67% karbida besi (Fe3C) menyatakan bahwa
tiga atom besi terikat oleh salah satu atom karbon yang menjadi
sebuah karbida besi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
2.1.4 Struktur Mikro Baja
a b
c d
e f
Gambar 2.2 Struktur mikro pada besi dan baja.
(Sumber : Tata Surdia, Shinroku Saito, Pengetahuan bahan
Teknik hal 71)
Pada Gambar 2.2 akan dijelaskan struktur mikro yang terjadi pada
besi dan baja:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
a) Menunjukan struktur mikro baja yang mempunyai kandungan
karbon sebesar 0,06%.
b) Menunjukan struktur mikro baja yang mempunyai kandungan
karbon sebesar 0,25%. Baja dinormalkan pada suhu 930°C.
c) Menunjukan struktur mikro baja yang mempunyai kandungan
karbon sebesar 0,30%. Baja ini diaustenitkan pada suhu 930°C
dan ditransformasikan isothrmal pada suhu 700°C.
d) Menunjukan struktur mikro baja yang mempunyai kandungan
karbon sebesar 0,45% C. Baja ini dinormalkan pada suhu 840°C.
e) Menunjukan struktur mikro baja yang mempunyai kandungan
karbon sebesar 0,80%. Baja ini diaustenitkan pada suhu 1150°C
dan didinginkan pada tungku.
f) Menunjukan struktur mikro baja yang mempunyai kandungan
karbon sebesar 1%. Baja ini dirol pada suhu 1050°C dan
pendinginannya dilakukan dengan udara.
2.2 Perlakuan Panas
Perlakuan panas atau heat treatment adalah kombinasi operasi
pemanasan pada logam dibawah temperatur lebur logam tersebut dan
pendinginan terhadap logam atau paduan dalam keadaan padat dengan waktu
tertentu (Avner, 1974).
Perlakuan panas didefinisikan sebagai kombinasi dari proses pemanasan
dan pendinginan dengan kecepatan tertentu yang dilakukan terhadap
logam/paduan dalam keadaan padat, sebagai upaya untuk memperoleh sifat-
sifat tertentu. Perubahan sifat tersebut terjadi karena ada perubahan struktur
mikro selama proses pemanasan dan pendinginan dimana sifat logam atau
paduan sangat dipengaruhi oleh struktur mikro. Proses perlakuan panas terdiri
dari beberapa tahapan, dimulai dari proses pemanasan bahan hingga pada
suhu tertentu dan selanjutnya didinginkan juga dengan cara tertentu. Tujuan
dari perlakuan panas adalah mendapatkan sifat-sifat mekanik yang lebih baik
dan sesuai dengan yang diinginkan seperti meningkatkan kekuatan dan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
kekerasan, mengurangi tegangan, melunakkan, mengembalikan pada kondisi
nomal akibat pengaruh pada pengerjaan sebelumnya, dan menghaluskan butir
kristal yang akan berpengaruh pada pengerjaan sebelumnya, dan
menghaluskan butir kristal yang akan berpengaruh pada keuletan bahan
(ASM handbook Vol 4, 1991).
Perlakuan panas atau Heat Treatment mempunyai tujuan untuk
meningkatkan keuletan, menghilangkan tegangan internal (internal stress),
menghaluskan ukuran butir kristal dan meningkatkan kekerasan atau
tegangan tarik logam. Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi perlakuan
panas, yaitu suhu pemanasan, waktu yang diperlukan pada suhu pemanasan,
laju pendinginan dan lingkungan atmosfir Perlakuan panas adalah kombinasi
antara proses pemanasan atau pendinginan dari suatu logam atau paduannya
dalam keadaan padat untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu.
a. Quenching
Proses quenching merupakan proses pengerjaan logam dengan
pendinginan secara cepat. Sehingga melalui quenching akan
mencegah adanya proses yang dapat terjadi pada pendinginan lambat
seperti pertumbuhan butir. Secara umum, quenching akan
menyebabkan menurunnya ukuran butir dan dapat meningkatkan nilai
kekerasan pada suatu paduan logam. Laju quenching tergantung pada
beberapa faktor yaitu medium, panas spesifik, panas pada penguapan,
konduktivitas termal medium, viskositas, dan agritasi (aliran media
pendingin). Kecepatan pendinginan quenching dengan air lebih besar
dibandingkan pendinginan dengan oli, sedangkan pendingin dengan
udara memiliki kecepatan yang paling kecil (Syaefudin, 2001).
b. Normalizing
Proses ini biasa diterapkan pada baja karbon rendah atau sedang
atau baja paduan agar struktur butiran lebih merata atau untuk
meghilangkan tegangan dalam atau untuk memperoleh sifat sifat fisis
yang diinginkan (Vliet dan Both, 1984). Spesimen yang telah dibentuk
sesuai dengan ukuran pengujian selanjutnya dipanaskan dalam tungku
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
pemanas Hofman. Spesimen tersebut dipanaskan pada temperatur
500°C. Kemudian dikeluarkan dan dibiarkan di udara terbuka hingga
temperatur kamar selain 30 menit. Tujuan dari pemanasan ini antara
lain untuk menghilangkan ketidakseragaman mikrostruktur,
mengeleminasi tegangan sisa meningkatkan keseragaman dan
penghalusan ukuran butir. Hal ini biasanya dilakukan pada material
yang telah mengalami hot working seperti forging, rolling, extrusion
dan sebagainya.
2.3. Pendinginan
2.3.1 Pendinginan Tidak Kontinyu
Jika suatu baja didinginkan dari suhu yang lebih tinggi dan kemudian
ditahan pada suhu yang lebih rendah selama waktu tertentu, maka akan
menghasilkan struktur mikro yang berbeda. Hal ini dapat dilihat pada
Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Isothermal Tranformation Diagram
(Sumber: Pengetahuan Bahan Teknik, cetakan keempat, PT.
Pradnya Paramita, Jakarta)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
2.3.2 Pendinginan Kontinyu
Dalam praktiknya proses pendinginan pada pembuatan material baja
dilakukan secara menerus mulai dari suhu yang lebih tinggi sampai dengan
suhu rendah. Pengaruh kecepatan pendinginan kontinyu terhadap struktur
mikro yang terbentuk dapat dilihat dari Continuous Cooling Transformation
Diagram.
Gambar 2.4 Continuous Cooling Transformation Diagram.
(Sumber: Pengetahuan Bahan Teknik, cetakan keempat, PT. PradnyaParamita, Jakarta)
2.4 Media Pendinginan
Media pendingin yang digunakan untuk mendinginkan baja bermacam-
macam. Berbagai bahan pendingin yang digunakan dalam proses perlakuan
panas antara lain:
a. Air
Pendinginan dengan menggunakan air akan memberikan daya
pendinginan yang cepat. Biasanya ke dalam air tersebut dilarutkan
garam dapur sebagai usaha mempercepat turunnya temperatur
benda kerja dan mengakibatkan bahan menjadi keras. Air memiliki
karakteristik yang khas yang tidak dimiliki oleh senyawa kimia
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
yang lain. Karakteristik tersebut adalah sebagai berikut (Dugan,
1972; Hutchinson, 1975; Miller, 1992). Pada kisaran suhu yang
sesuai bagi kehidupan, yakni 0°C (32°F) – 100°C, air berwujud
cair. Suhu 0°C merupakan titik beku (freezing point) dan suhu
100°C merupakan titik didih (boiling point) air. Perubahan suhu air
berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai penyimpan
panas yang sangat baik. Sifat ini memungkinkan air tidak menjadi
panas atau dingin dalam seketika. Air memerlukan panas yang
tinggi dalam proses penguapan. Penguapan (evaporasi) adalah
proses perubahan air menjadi uap air. Proses ini memerlukan energi
panas dalam jumlah yang besar. Oleh karena itu dalam penelitian
ini digunakan air es dalam proses pendinginan setelah proses Heat
Treatment Karena dapat mendinginkan logam yang telah
dipanaskan secara cepat. Suhu air es berkisar antara 0°C-5°C,
densitas (berat jenis) air maksimum sebesar 1 g/cm³ terjadi pada
suhu 3,95°C. Pada suhu lebih besar maupun lebih kecil dari
3,95°C, densitas air lebih kecil dari satu (Moss, 1993; Tebbut,
1992).
b. Minyak
Minyak yang digunakan sebagai fluida pendingin dalam perlakuan
panas adalah yang dapat memberikan lapisan karbon pada kulit
(permukaan) benda kerja yang diolah. Selain minyak yang khusus
digunakan sebagai bahan pendinginan pada proses perlakuan panas,
dapat juga digunakan minyak bakar atau oli. Viskositas oli dan
bahan dasar oli sangat berpengaruh dalam proses pendinginan
sampel. Oli yang mempunyai viskositas lebih rendah memiliki
kemampuan penyerapan panas lebih baik dibandingkan dengan oli
yang mempunyai viskositas lebih tinggi karena penyerapan panas
akan lebih lambat (Soedjono, 1978). Sehingga laju pndinginan
lebih lambat dibandingkan dngan air/ air garam. Sehingga media
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
pendingin ini dapat memberikan hasil quenching dengan distorsi
dan retak yang lebih kecil.
c. Udara
Pendinginan udara dilakukan untuk perlakuan panas yang
membutuhkan pendinginan lambat. Udara yang disirkulasikan ke
dalam ruangan pendinginan dibuat dengan kecepatan yang rendah.
Udara sebagai pendingin akan memberikan kesempatan kepada
logam untuk membentuk kristal-kristal dan kemungkinan mengikat
unsur-unsur lain dari udara (Soedjono, 1978).
d. Garam
Garam dipakai sebagai bahan pendinginan disebabkan memiliki
sifat mendinginkan yang teratur dan cepat. Bahan yang didinginkan
didalam cairan garam akan mengakibatkan ikatanya menjadi lebih
keras karena pada permukaan benda kerja tersebut akan mengikat
zat arang (Soedjono, 1978). Cairan garam merupakan larutan
garam dan air, titik didih larutan akan lebih tinggi daripada pelarut
murninya.
2.5 Pengertian Korosi
Korosi atau pengkaratan merupakan suatu peristiwa kerusakan atau
penurunan kualitas suatu bahan logam yang disebabkan oleh terjadinya reaksi
terhadap lingkungan. Beberapa pakar berpendapat definisi hanya berlaku
pada logam saja, tetapi para insinyur korosi juga ada yang mendefinisikan
istilah korosi berlaku juga untuk material non logam, seperti keramik, plastik,
karet. Sebagai contoh rusaknya cat karet karena sinar matahari atau terkena
bahan kimia, mencairnya lapisan tungku pembuatan baja, serangan logam
yang solid oleh logam yang cair (liquid metal corrosion). (AR Hakim, 2012).
Terkorosinya suatu logam dalam lingkungan elektrolit (air) adalah proses
elektrokimia. Proses ini terjadi bila ada reaksi setengah sel yang melepaskan
elektron dan reaksi setengah yang menerima elektron tersebut. Kedua reaksi
ini akan terus berlangsung sampai terjadi kesetimbangan dinamis dimana
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
jumlah elektron yang dilepas sama dengan jumlah olektron yang diterima.
Korosi dapat terjadi di dalam medium kering dan juga medium basah.
Sebagai contoh korosi yang berlangsung didalam medium kering adalah
penyerangan logam besi oleh gas oksigen (O₂) atau oleh gas belerang
dioksida (SO₂). Di dalam medium basah, korosi dapat terjadi secara seragam
maupun secara terlokalisasi. Contoh korosi seragam di dalam medium basah
adalah apabila besi terendam di dalam larutan asam klorida (HCl). Korosi di
dalam medium basah yang terjadi secara terlokalisasi ada yang memberikan
rupa makroskopis, misalnya peristiwa korosi galvanik sistem besi - seng,
korosi erosi, korosi retakan, korosi lubang, korosi pengelupasan, serta korosi
pelumeran, sedangkan rupa mikroskopis dihasilkan misalnya oleh korosi
tegangan, korosi patahan, dan korosi antar butir.
Berdasarkan bentuk kerusakan yang dihasilkan penyebab korosi,
lingkungan tempat terjadinya korosi, maupun jenis material yang diserang,
korosi terbagi menjadi, diantaranya adalah:
a. Korosi Merata (Uniform attack)
Korosi yang terjadi pada permukaan logam akibat reaksi kimia
karena pH air yang rendah dan udara yang lembab, sehingga makin
lama logam makin menipis. Biasanya korosi ini terjadi pada pelat
baja atau profil logam yang bersifat homogen. Korosi jenis ini
dapat dicegah dengan cara diberi lapisan lindung yang mengandung
inhibitor.
Gambar 2.5 Hasil spesimen uji yang terkorosi setelah 4 bulan di pantai
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
b. Korosi Sumuran (Pitting corrosion)
Korosi ini sangat berbahaya karena pada bagian permukaan hanya
lubang kecil saja, namun pada bagian dalamnya terjadi lubang yang
besar seperti sumuran. Korosi ini terjadi akibat adanya sistem
anoda pada logam, dimana daerah tersebut terdapat konsentrasi Cl‾
yang tinggi. Korosi jenis ini dapat dicegah dengan cara:
pemilihan bahan yang homogen, diberikan inhibitor sebagai
pelindung, mengatur kadar pH, konsentrasi klorida dan suhu,
diberikan coating material dengan dan menggunakan potensi.
Gambar 2.6 Korosi Pitting
(Sumber: www.substech.com)
c. Korosi Erosi (Errosion corrosion)
Korosi ini terjadi karena keausan dan menimbulkan bagian-bagian
yang tajam dan kasar, bagian-bagian inilah yang mudah terjadi
korosi dan juga diakibatkan karena fluida yang sangat deras dan
dapat mengikis pelindung pada logam.
Gambar 2.7 Korosi Erosi pada Impeller
(Sumber: www.corrosion doctor.org)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
d. Korosi Logam Tak Sejenis (Dissimilar Metals)
Merupakan korosi akibat dua logam tak sejenis yang tergandeng
(coupled) membentuk sebuah sel korosi basah sederhana. Sebutan
lain yang sering digunakan adalah korosi dwilogam (KR.
Treathewey, 1991, p.109). Korosi ini sering dijumpai pada
sambungan sambungan pipa yang berbeda jenis logamnya.
Pemilihan logam yang sama jenisnya sangat penting untuk
menghindari korosi ini.
Gambar 2.8 Korosi Dwilogam
(Sumber: www.corrosion doctor.org)
e. Korosi Tegangan (Stress corrosion)
Korosi tegangan terjadi karena butiran logam yang berubah bentuk
yang diakibatkan karena logam mengalami perlakuan khusus,
seperti diregang, ditekuk. Sehingga butiran menjadi tegang dan
butiran ini sangat mudah bereaksi dengan lingkungan. Apabila
logam yang telah mengalami stress maka logam harus direlaksasi.
Gambar 2.9 Korosi Tegangan
(Sumber: www.corrosion doctor.org)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
f. Korosi Celah (Crevice Corrosion)
Korosi celah adalah dengan perubahan yang tinggi pada lubang
sempit yang disebabkan adanya perbedaan penambahan oksigen
dengan konsentrasi oksigen dalam celah lebih rendah sehingga sulit
bagi oksigen untuk menembus lubang kecil. Korosi ini, disebabkan
oleh adanya sejumlah kecil larutan yang terstagnasi (diam) karena
adanya hole, gasket. Sambungan penyebab timbulnya celah,
sehingga korosi ini sering juga disebut korosi deposit, korosi
retakan.
Gambar 2.10 Korosi Celah
(Sumber: www.corrosion doctor.org)
g. Korosi Lelah (Fatigue corrosion)
Korosi ini terjadi karena logam mendapatkan beban siklus yang
terus berulang sehingga semakin lama logam akan mengalami
patah karena terjadi kelelahan logam. Korosi ini biasanya terjadi
pada turbin uap, pengeboran minyak dan propeller kapal.
Gambar 2.11 Korosi Lelah
(Sumber: www.corrosion doctor.org)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
h. Korosi Batas Butir (Intergranular corrosion)
Korosi ini menyerang pada daerah sepanjang batas butir atau
daerah sekitarnya. Seperti diketahui, logam merupakan susunan
butiran-butiran kristal seperti pasir. Butiran-butiran tersebut saling
terikat membentuk mikrostruktur. Korosi ini disebabkan karena
adanya perubahan sifat metalurgi, terjadi pada suhu pemanasan
400oC–800oC dimana krom akan tertarik oleh karbon untuk
membentuk kromium karbida (chromium carbide) dibatas butir.
Sehingga permukaan dari material menjadi lemah.
Gambar 2.12 Korosi Batas Butir
(Sumber: www.corrosion doctor.org)
2.6 Faktor-faktor Laju Korosi
Beberapa faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi proses korosi
antara lain, yaitu:
a. Suhu
Suhu merupakan faktor penting dalam proses terjadinya korosi, di
mana kenaikan suhu akan menyebabkan bertambahnya kecepatan
reaksi korosi. Hal ini terjadi karena makin tinggi suhu maka energi
kinetik dari partikel-partikel yang bereaksi akan meningkat
sehingga melampaui besarnya harga energi aktivasi dan akibatnya
laju kecepatan reaksi (korosi) juga akan makin cepat, begitu juga
sebaliknya (Fogler, 1992).
b. Kecepatan Alir Fluida atau Kecepatan Pengadukan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
Laju korosi cenderung bertambah jika laju atau kecepatan aliran
fluida bertambah besar. Hal ini karena kontak antara zat pereaksi
dan logam akan semakin besar sehingga ion-ion logam akan makin
banyak yang lepas sehingga logam akan mengalami kerapuhan
korosi (Kirk Othmer, 1965).
c. Konsentrasi Bahan Korosif
Hal ini berhubungan dengan pH atau keasaman dan kebasaan suatu
larutan. Larutan yang bersifat asam sangat korosif terhadap logam
dimana logam yang berada didalam media larutan asam akan lebih
cepat terkorosi karena karena merupakan reaksi anoda. Sedangkan
larutan yang bersifat basa dapat menyebabkan korosi pada reaksi
katodanya karena reaksi katoda selalu serentak dengan reaksi anoda
(Djaprie, 1995).
d. Oksigen
Adanya oksigen yang terdapat di dalam udara dapat bersentuhan
dengan permukaan logam yang lembab. Sehingga kemungkinan
menjadi korosi lebih besar. Di dalam air (lingkungan terbuka),
adanya oksigen menyebabkan korosi (Djaprie,1995).
e. Waktu Kontak
Dalam proses terjadinya korosi, laju reaksi sangat berkaitan erat
dengan waktu. Pada dasarnya semakin lama waktu logam
berinteraksi dengan lingkungan korosif maka semakin tinggi
tingkat korosifitasnya. Laju korosi dapat dihitung dengan metode
kehilangan berat atau weight gain loss (WGL), pengujian ini sesuai
dengan standar ASTM G 31-72. Laju korosi dinyatakan dalam
mpy (milli inch per year). Dengan menghitung massa logam yang
telah dibersihkan dari oksida dan massa tersebut dinyatakan
sebagai massa awal lalu dilakukan selama waktu tertentu. Setelah
itu dilakukan penghitungan massa kembali dari suatu logam setelah
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
dibersihkan logam tersebut dari hasil korosi yang terbentuk dan
massa tersebut dinyatakan sebagai massa akhir. Dengan mengambil
beberapa data seperti luas permukaan, waktu dan massa jenis
logam yang di uji maka dihasilkan suatu laju korosi.
2.7 Pengujian Bahan
Pengujian bahan ini dilakukan untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis
dari benda uji yang diteliti.
2.7.1 Pengujian Tarik
Uji tarik rekayasa dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan
dasar kekuatan bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan.
Pada uji tarik benda uji diberi beban gaya tarik sesumbu dan bertambah
besar secara kontinu, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan
mengenai perpanjangan yang dialami benda uji (Djaprie, 1987:276).
2.7.1.1 Perilaku Mekanik Material
Pengujian tarik yang dilakukan pada suatu material padatan (logam
dan non logam) dapat memberikan keterangan yang relatif lengkap
mengenai perilaku material tersebut terhadap pembebanan mekanis.
Informasi penting yang bisa didapat adalah:
a. Batas proporsionalitas (proportionality limit)
Merupakan daerah batas dimana tegangan dan regangan
mempunyai hubungan proporsionalitas satu dengan lainnya. Setiap
penambahan tegangan akan diikuti dengan penambahan regangan
secara proporsional dalam hubungan linier σ = Eε (bandingkan
dengan hubungan y = mx; dimana y mewakili tegangan; x
mewakili regangan dan m mewakili slope kemiringan dari
modulus kekakuan). Titik A pada Gambar 2.13 ini
menunjukkan batas proporsionalitas dari kurva tegangan-
regangan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
Gambar 2.13 Kurva tegangan-regangan
(Sumber: www.infometrik.com)
b. Batas elastis (elastic limit)
Daerah elastis adalah daerah dimana bahan akan kembali kepada
panjang semula bila tegangan luar dihilangkan. Daerah
proporsionalitas merupakan bagian dari batas elastik ini.
Selanjutnya bila bahan terus diberikan tegangan (deformasi dari
luar) maka batas elastis akan terlampaui pada akhirnya sehingga
bahan tidak akan kembali kepada ukuran semula. Dengan kata lain
dapat didefinisikan bahwa batas elastis merupakan suatu titik
dimana tegangan yang diberikan akan menyebabkan terjadinya
deformasi permanen (plastis) pertama kalinya. Kebanyakan
material teknik memiliki batas elastis yang hampir berimpitan
dengan batas proporsionalitasnya.
c. Titik luluh (yield point) dan kekuatan luluh (yield strength)
Titik ini merupakan suatu batas dimana material akan terus
mengalami deformasi tanpa adanya penambahan beban. Tegangan
(stress) yang mengakibatkan bahan menunjukan mekanisme luluh
ini disebut tengangan luluh (yield stress). Titik luluh ditunjukkan
oleh titik Y. Gejala luluh umumnya hanya ditunjukkan oleh logam-
logam ulet dengan struktur kristal BCC dan FCC yang membentuk
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
interstitial solid solution dari atom atom karbon, boron, hidrogen
dan oksigen. Interaksi antara dislokasi dan atom-atom tersebut
menyebabkan baja ulet seperti mild steel menunjukkan titik luluh
bawah (lower yield point) dan titik luluh atas (upper yield point).
Baja berkekuatan tinggi dan besi tuang yang getas umumnya
tidak memperlihatkan batas luluh yang jelas. Untuk menentukan
kekuatan luluh material seperti ini maka digunakan suatu metode
yang dikenal sebagai Metode Offset. Dengan metode ini kekuatan
luluh (yield strength) ditentukan sebagai tegangan dimana bahan
memperlihatkan batas penyimpangan/ deviasi tertentu dari
proporsionalitas tegangan dan regangan. Pada Gambar 2.14 garis
offset OX ditarik paralel dengan OP, sehingga perpotongan XW
dan kurva tegangan-regangan memberikan titik Y sebagai kekuatan
luluh. Umumnya garis offset OX diambil 0.1–0.2% dari regangan
total dimulai dari titik O.
Gambar 2.14 Kurva tegangan-regangan
Sumber: www.infometrik.com
Kekuatan luluh atau titik luluh merupakan suatu gambaran
kemampuan bahan menahan deformasi permanen bila digunakan
dalam penggunaan struktural yang melibatkan pembebanan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
mekanik seperti tarik, tekan bending atau puntiran. Di sisi lain,
batas luluh ini harus dicapai ataupun dilewati bila bahan (logam)
dipakai dalam proses manufaktur produk- produk logam seperti
proses rolling, drawing, stretching dan sebagainya. Dapat
dikatakan bahwa titik luluh adalah suatu tingkat tegangan yang:
• Tidak boleh dilewati dalam penggunaan struktural (in service)
• Harus dilewati dalam proses manufaktur logam (forming process)
d. Kekuatan tarik maksimum (ultimate tensile strength)
Merupakan tegangan maksimum yang dapat ditanggung oleh
material sebelum terjadinya perpatahan (fracture). Nilai kekuatan
tarik maksimum σ uts ditentukan dari beban maksimum F maks
dibagi luas penampang awal Ao.
UTS =
Pada bahan ulet tegangan maksimum ini ditunjukan oleh M
selanjutnya bahan akan terus berdeformasi hingga titik B. Bahan
yang bersifat getas memberikan perilaku yang berbeda dimana
tegangan maksimum sekaligus tegangan perpatahan. Dalam
kaitannya dengan penggunaan structural maupun dalam proses
forming bahan, kekuatan maksimum adalah batas tegangan yang
sama sekali tidak boleh dilewati.
e. Kekuatan Putus (breaking strength)
Kekuatan putus ditentukan dengan membagi beban pada saat benda
uji putus (F breaking) dengan luas penampang awal Ao. Untuk
bahan yang bersifat ulet pada saat beban maksimum M terlampaui
dan bahan terus terdeformasi hingga titik putus B maka terjadi
mekanisme penciutan (necking) sebagai akibat adanya suatu
deformasi yang terlokalisasi. Pada bahan ulet kekuatan putus
adalah lebih kecil daripada kekuatan maksimum sementara
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
pada bahan getas kekuatan putus adalah sama dengan kekuatan
maksimumnya.
f. Keuletan (ductility)
Keuletan merupakan suatu sifat yang menggambarkan kemampuan
logam menahan deformasi hingga terjadinya perpatahan. Sifat ini
dalam beberapa tingkatan, harus dimiliki oleh bahan bila ingin
dibentuk (forming) melalui proses rolling, bending, stretching,
drawing, hammering, cutting dan sebagainya. Pengujian tarik
memberikan dua metode pengukuran keuletan bahan yaitu:
Persentase perpanjangan (elongation)
Diukur sebagai penambahan panjang ukur setelah perpatahan
terhadap panjang awalnya.
Elongasi, (%)[ − 100⁄ %]….........................................(1)
Dimana Lƒ adalah panjang akhir dan Lo adalah panjang awal
dari benda uji.
Persentase pengurangan/reduksi penampang (Area Reduction)
Diukur sebagai pengurangan luas penampang (cross-selection)
setelah perpatahan terhadap luas penampang awalnya.(%)[Α − Α Α⁄ ]100%………….....................................(2)
Dimana Aƒ adalah luas penampang akhir dan Ao adalah luas
penampang awal.
g. Modulus elastisitas (E)
Modulus elastisitas atau modulus Young merupakan ukuran
kekakuan suatu material. Semakin besar harga modulus ini maka
semakin kecil regangan elastis yang terjadi pada suatu tingkat
pembebanan tertentu, atau dapat dikatakan material tersebut
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
semakin kaku (stiff). Pada grafik tegangan-regangan (Gambar 2.15
dan 2.16), modulus kekakuan tersebut dapat dihitung dari slope
kemiringan garis elastis yang linier, diberikan oleh:Ε = ⁄ atau Ε = tan …......................................................(3)
Dimana α adalah sudut yang dibentuk oleh daerah elastis kurva
tegangan-regangan. Modulus elastisitas suatu material ditentukan
oleh energi ikat antar atom-atom, sehingga besarnya nilai modulus
ini tidak dapat dirubah oleh suatu proses tanpa merubah
struktur bahan. Sebagai contoh diberikan oleh Gambar 2.16.
Gambar 2.15 Grafik tegangan- regangan baja yang
memperlihatkan kesamaan modulus elastisitas.
(Sumber: www.infometrik.com)
h. Modulus kelentingan (modulus of resilience)
Mewakili kemampuan material untuk menyerap energi dari luar
tanpa terjadinya kerusakan. Nilai modulus dapat diperoleh dari luas
segitiga yang dibentuk oleh area elastis diagram tegangan-
regangan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
i. Modulus ketangguhan (modulus of toughness)
Merupakan kemampuan material dalam menyerap energi terjadinya
perpatahan. Secara kuantitatif dapat ditentukan dari luas area
keseluruhan dibawah kurva tegangan regangan hasil pengujian
tarik. Pertimbangan desain yang mengikut sertakan modulus
ketangguhan menjadi sangat penting untuk komponen-komponen
yang mungkin mengalami pembebanan berlebih secara tidak
disengaja. Material dengan modulus ketangguhan yang tinggi akan
mengalami distorsi yang besar karena pembebanan berlebih, tetapi
hal ini tetap disukai dibandingkan material dengan modulus yang
rendah dimana perpatahan akan terjadi tanpa suatu peringatan
terlebih dahulu.
j . Kurva tegangan-regangan rekayasa dan sesungguhnya Kurva
tegangan-regangan rekayasa didasarkan atas dimensi awal (luas
area dan panjang) dari benda uji, sementara untuk mendapatkan
kurva tegangan-regangan sesungguhnya diperlukan luas area dan
panjang aktual pada saat pembebanan setiap saat terukur.
Perbedaan kedua kurva tidaklah terlampau besar pada regangan
yang kecil, tetapi menjadi signifikan pada rentang terjadinya
pengerasan regangan (strain hardening), yaitu setelah titik luluh
terlampaui. Secara khusus perbedaan menjadi demikian besar di
dalam daerah necking. Pada kurva tegangan-regangan rekayasa,
dapat diketahui bahwa benda uji secara aktual mampu menahan
turunnya beban karena luas area awal Ao bernilai konstan pada
saat penghitungan tegangan σ = P / Ao. Sementara pada kurva
tegangan-regangan sesungguhnya luas area aktual adalah selalu
turun hingga terjadinya perpatahan dan benda uji mampu menahan
peningkatan tegangan-regangan σ = P / A .
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
Gambar 2.16 Kurva tegangan-regangan tersebut pada baja
karbon rendah (mild steel).
(Sumber: www.infometrik.com)
Sampel hasil pengujian tarik dapat menunjukkan beberapa tampilan perpatahan
seperti diilustrasikan oleh Gambar 2.17.
Gambar 2.17 Ilustrasi penampang samping bentuk patahan spesimen uji tarik
sesuai dengan tingkat keuletan/kegetasan.
(Sumber: www.infometrik.com)
2.7.2 Pengamatan Struktur Mikro
Pengamatan struktur mikro adalah suatu pengujian untuk mengetahui
susunan fasa pada suatu benda uji atau spesimen. Struktur mikro dan sifat
paduannya dapat diamati dengan berbagai cara bergantung pada sifat
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
informasi yang dibutuhkan. Salah satu cara dalam mengamati struktur suatu
bahan yaitu dengan teknik metalografi (pengujian mikroskopik).
a. Metalogafi
Metalografi adalah ilmu yang berkaitan dengan penyusun dari
mikrostruktur logam dan paduan yang dapat dilihat langsung oleh
mata maupun dengan bantuan peralatan seperti mikroskop optik,
mikroskop elektron SEM (Scanning Electron Microscope), dan
difraksi sinar-X. Metalografi tidak hanya berkaitan dengan struktur
logam tetapi juga mencakup pengetahuan yang diperlukan untuk
preparasi awal permukaan bahan. Sampel metalografi harus
memenuhi kriteria yaitu mewakili sampel, cacat dipermukaan
minimum bebas goresan, lubang cairan lengket, inklusi, presipitat,
fasa terlihat jelas, permukaan sampel datar sehingga perbesaaran
maksimum mampu dicapai, dan permukaan sampel bagian pinggir
tidak rusak (Noviano, 2010).
Secara umum prinsip kerja mikroskop optik adalah sinar datang
yang berasal dari sumber cahaya melewati lensa kondensor, lalu
sinar datang itu menuju glass plane yang akan memantulkannya
menuju sampel. Sebelum mencapai sampel, sinar datang melewati
beberapa lensa pembesar. Kemudian sinar datang tersebut sebagian
akan dipantulkan kembali, sedangkan sebagian lagi akan
menyimpang akibat mengenai permukaan yang telah terkorosi pada
saat pengetsaan. Sinar datang yang dipantulkan kembali ke
mikroskop optik akan diteruskan ke lensa okuler sehingga dapat
diamati.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
A: Contoh sedang diamati, B: Contoh tampilan di okuler
Gambar 2.18 : Contoh/ sampel dengan mikroskop
(Sumber : Avner, S.H., Introduction to Physical Metalurgy,
McGraw Hill, Tokyo, Japan)
2.8 Tinjauan pustaka
Dalam jurnal yang disusun oleh Sumar Hadi Suryo yang berjudul “LAJU
KOROSI DAN KEKERASAN PIPA BAJA API 5L X65 SETELAH
NORMALIZING”, menuliskan bahwa pipa baja API 5L X65 adalah satu
dari beberapa pipa standard untuk transportasi gas, pipa ini selalu
mengandung tegangan permanen karena proses pengerolan membuat pipa
saat pipa diproduksi. Laju korosi akan meningkat oleh tegangan ini terutama
dalam air laut. Satu dari beberapa metoda untuk menurunkan tegangan ini
adalah normalizing. Penelitian ini tentang laju korosi dan angka kekerasan
logam dasar pipa ini sebelum dan sesudah proses normalizing. Proses
normalizing dilaksanakan pada temperatur 900⁰C dan waktu tahan 30 menit,
60 menit, 90 menit, 120 menit dan 150 menit. Perlakuan korosi dilaksanakan
dengan air laut sebagai media korosi. Hasil penelitian ini adalah metalografi,
laju korosi dan angka kekerasan, masing-masing dilaksanakan sebelum dan
sesudah proses normalizing. Laju pengurangan massa dan korosi benda uji
yang dinormalizing menurun dengan naiknya waktu penahanan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
Dalam jurnal yang disusun oleh Nukman yang berjudul
”KETANGGUHAN BEBAN IMPAK DAN BEBAN TARIK MAKSIMUM
PADA PELAT BAJA BERLAPIS AKIBAT QUENCHING DAN
NORMALIZING”, menuliskan bahwa kekuatan bahan pada saat ini telah
mengalami perkembangan yang pesat. Pada umumnya kekuatan material
logam tergantung terhadap dimensi material tersebut. Suatu material
memerlukan kekuatan terhadap tumbukan serta kelenturan. Untuk
meningkatkan kekuatan material dapat dilakukan dengan penambahan jumlah
lapisan dengan ketebalan dan dimensi yang sama melalui perlakuan panas
yang sesuai. Pengujian impak dan pengujian tarik dilakukan dengan tiga
perlakuan yaitu tanpa perlakuan, normalizing dan quenching. Energi impak
yang terbesar pada spesimen uji impak tanpa perlakuan dengan ketebalan 2,5
mm dengan hasil 89,75 Joule dan energi impak yang terkecil secara
keseluruhan dari ketiga perlakuan yang digunakan pada pengujian impak
terdapat pada spesimen yang diberi perlakuan quenching pada ketebalan 2,0
mm yaitu 62,12 Joule. Beban tarik maksimum paling besar terdapat pada
spesimen tanpa perlakuan dengan ketebalan 2,0 mm yaitu sebesar 9075 kgf
dan beban tarik maksimum yang paling rendah terdapat pada spesimen yang
dinormalizing dengan ketebalan 1,25 mm yaitu sebesar 7262,5 kgf.
Dalam jurnal yang disusun oleh Budi Utomo yang berjudul ”JENIS
KOROSI DAN PENANGGULANGANNYA”, menuliskan bahwa Dewasa ini
banyak sekali kerusakan yang diakibatkan oleh korosi terutama dibidang
inndustri khususnya industri perkapalan. Banyak sekali kerugian yang
diakibatkan oleh korosi sehingga perusahaan perlu mengeluarkan biaya extra
untuk memperbaki peralatan yang mengalami kerusakan akibat korosi.
Biasanya korosi terjadi pada pipa, paku, penyangga – pengangga tanki, tanki
dll. Jenis korosi yang biasa terjadi pada bidang industri : uniform attack
(korosi merata), galvanic corrosion (korosi galvanis), crevice corrosion
(korosi celah), pitting corrosion ( korosi sumur), intergaranular corrosion (
korosi antar butir ), selective corrosion (korosi pisah), erosion corrosion
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
(korosi erosi), stress corrosion (korosi tekanan), fatique corrosion (korosi
lelah), biological corrosion.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Skema Penelitian
Gambar 3.1 Skema Penelitian
PERSIAPAN BAHAN
PEMBUATAN SPESIMEN
PERLAKUAN PANAS QUENCHINGDAN NORMALIZING
PERLAKUAN PANAS NORMALIZING
SPESIMEN AWALSEBELUM
TERKOROSI
PENGUJIAN BAHAN
1. UJI TARIK2. PERHITUNGAN LAJU KOROSI3. PENGAMATAN STRUKTUR MIKRO
ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN
KESIMPULAN
SPESIMENTERKOROSI 1
BULAN
SPESIMENTERKOROSI 2
BULAN
SPESIMENTERKOROSI 3
BULAN
SPESIMENTERKOROSI 4
BULAN
UJI KOMPOSISI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
3.2 Persiapan Spesimen
Penelitian ini menggunakan baja karbon sedang dengan kandungan
karbon sebesar 0,65% dan dengan paduan logam lainya. Pada penelitian ini
juga akan dilakukan uji komposisi untuk mengetahui kandungan-kandungan
dalam logam lainya agar lebih akurat.
Tabel 3.1 Unsur Kimia Baja Karbon Sedang
3.3 Peralatan Yang Digunakan
Alat-alat yang digunakan dalam pembuatan dan pengujian spesimen meliputi:
a. Alat yang digunakan dalam pembuatan spesimen
Unsur Kandungan
Fe 96,1156
S 0,0257
Al 0,0001
C 0,6562
Ni 0,0831
Nb 0,0008
Si 1,1858
Cr 0,4818
V 0,001
Mn 1,0139
Mo 0,0137
W 0,0002
Unsur Kandungan
P 0,16
Cu 0,3278
Ti 0,002
N 0,0238
B 0,0006
Pb -0,00
Ca 0,0025
Mg 0,0004
Zn 0,0014
Co 0,0149
Sb 0,0088
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
1. Mesin bubut: suatu mesin perkakas yang digunakan untuk
memotong benda berputar. Mesin bubut ini digunakan untuk
membuat spesimen.
Gambar 3.2 Mesin Bubut
2. Jangka sorong: alat ukur yang digunakan untuk mengukur
ukuran-ukuran pada waktu mengerjakaan benda kerja.
Gambar 3.3 Jangka Sorong
(Sumber: umum-pengertian.blogspot.com)
3. Pahat Bubut
Gambar 3.4 Pahat Bubut
(Sumber: an-tika.blogspot.com)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
b. Alat yang digunakan dalam pengujian spesimen
1. Mesin Uji Tarik
Alat uji tarik ASTM A370 dengan seri GOTECT KT-7010AZ
Taiwan, ROC dengan kemampuan maksimal tarik 1 Ton (1000
kg).
Gambar 3.5 Mesin Uji Tarik GOTCH KT-7010A2
TAIWAN, R.O.C
2. Mikroskop Metallurgi
Mikroskop metalurgi digunakan untuk pengamatan struktur
mikro spesimen quenching normalizing dan spesimen dengan
perlakuan normalizing.
Gambar 3.6 Mikroskop Metallurgi UNION Japan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
3. Oven
Gambar 3.7 Oven Metallurgi 1300°C
4. Jangka sorong
Gambar 3.8 Jangka Sorong
(Sumber: umum-pengertian.blogspot.com)5. Stopwatch
Gambar 3.9 Stopwatch
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
6. Autosol
Gambar 3.10 Autosol
7. Amplas
Gambar 3.11Amplas
8. Neraca Digital
Neraca Digital digunakan untuk menimbang berat awal dari
spesimen dan perubahan berat setelah dibersihkan dari korosi.
Neraca digital yang digunakan memiliki ketelitian 0,01 gram.
Gambar 3.12 Neraca Digital
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
9. Accu Zurr
Gambar 3.13 Accu Zurr
10. Oli
Gambar 3.14 Oli
11. Thermometer
Gambar 3.15 Thermometer
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
12. Kain
13. Alkohol 95% dan HNO₃ 5%
Gambar 3.16 HNO₃ 5%3.4 Pembuatan Spesimen
Sebelum penelitian dimulai, baja akan dibuat spesimen uji sesuai
dengan ukuran standard ASTM A370-03a disajikan pada Gambar 3.17.
Pembuatan spesimen akan menggunakan mesin bubut. Ukuran dari spesimen
uji akan menyesuiakan mesin uji tarik di laboratorium ilmu logam Teknik
Mesin Universitas Sanata Dharma.
Gambar 3.17 Standar ASTM A370-03a
(Sumber: www.bcscode.com)
Tahap-tahap pembuatan spesimen:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
a. Menentukan ukuran spesimen berdasarkan standar ASTM
A370-03a disajikan pada Gambar 3.19.
10
3
100
13
Gambar 3.18 Bentuk Spesimen Uji Tarik
b. Memilih baja silinder dengan ukuran Ø 15x120 mm sebagai
ukuran awal sebelum dimasukan ukuran Ø 13x100 mm.
c. Baja silinder dibentuk menggunakan mesin bubut sesuai dengan
ukuran yang telah ditentukan.
3.5 Proses Perlakuan Panas ( Heat Treatment ) Spesimen
Proses perlakuan panas pada umumnya untuk memodifikasi struktur
mikro baja sehingga meningkatkan sifat mekanik, salah satunya yaitu
kekerasan (Smallman and Bishop, 1999). Perlakuan panas didefinisikan
sebagai kombinasi dari proses pemanasan dan pendinginan dengan kecepatan
tertentu yang dilakukan terhadap logam/paduan dalam keadaan padat, sebagai
upaya untuk memperoleh sifat-sifat tertentu.
Sebelum spesimen diberi perlakuan panas quenching normalizing
terlebih dahulu spesimen dinormalizing untuk mengembalikan sifat dari baja
kesifat awalnya.
3.5.1. Proses Perlakuan Panas Normalizing Spesimen
Normalizing biasanya diterapkan pada baja untuk mengilangkan
pengaruh pengerjaan bahan sebelumya, menghilangkan tegangan dalam
dan memperoleh sifat-sifat fisik yang diinginkan (Amsted dan Djaprie,
1995).
Langkah-langkah proses normalizing adalah sebagai berikut :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
1. Spesimen dimasukkan dalam oven dan dipanaskan hingga suhu
830℃2. Spesimen ditahan pemanasannya selama 60 menit.
3. Setelah proses penahanan spesimen didinginkan dengan udara
terbuka.
3.5.2 Proses Perlakuan Panas Quenching Spesimen
Terdapat beragam media pendingin yang digunakan dalam proses
quenching antara lain: air, larutan/air garam, minyak/oli. Air dan oli
merupakan media pendingin yang paling banyak dipakai untuk
mengeraskan baja karena mudah dalam proses pencelupannya.
Pendinginan dengan air lebih cepat dibandingkan dengan oli, sehingga
kemungkinan terjadinya retak lebih besar, oleh karena itu oli lebih banyak
digunakan sebagai media pendingin. Namun pemilihan media pendingin
tersebut terkadang tidak sesuai dengan hasil kekerasan yang diinginkan,
untuk itu perlu dilakukan riset dan percobaan agar didapat hasil yang
diinginkan. Dalam penelitian ini dipilih media oli yang dipanaskan hingga
100℃ sebagai pendinginnya.
Langkah-langkah proses quenching spesimen adalah sebagai berikut :
a. Spesimen yang sudah selesai dinormalizing, dimasukkan
kembali kedalam oven dan dipanaskan hingga suhu 850℃.Pemanasan ditahan disuhu yang sama selama 60 menit.
b. Oli disiapkan dengan dipanaskan hingga 100℃ dengan
bantuan kompor.
c. Spesimen yang sudah ditahan selama 60 menit, dicelupkan
dengan cepat kedalam oli yang sudah dipanaskan dan
ditunggu hingga spesimen dingin.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
Gambar 3.19 Spesimen saat diquenching
Gambar 3.20 Spesimen setelah diquenching
3.5.2 Proses Perlakuan Panas Normalizing Spesimen
Proses normalizing dilakukan untuk mengeleminasi tegangan sisa
meningkatkan keseragaman dan penghalusan ukuran butir.
Langkah-langkah proses normalizing spesimen adalah sebagai berikut:
a. Spesimen yang telah diquenching dimasukkan kembali kedalam
oven dan dipanaskan kembali hingga suhu 830℃.
b. Suhu oven ditahan selama 60 menit disuhu yang sama.
c. Spesimen yang sudah ditahan selama 60 menit, dikeluarkan dari
oven dan akan didinginkan oleh suhu lingkungan.
3.6 Penempatan Spesimen Pada Lingkungan Pantai
Penempatan di lingkungan pantai bertujuan membandingkan laju korosi
antara spesimen quenching normalizing dengan spesimen normalizing. Lama
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
waktu penempatan adalah 4 bulan dengan cara spesimen digantung pada
lingkungan pantai disajikan pada Gambar 3.21. Setiap bulan beberapa
spesimen quenching normalizing dan spesimen normalizing akan diambil dan
diuji. Setiap spesimen yang diambil akan diuji tarik dan dihitung laju
korosinya.
Gambar 3.21 Spesimen diletakkan di lingkungan pantai
3.7 Pengujian Spesimen
Pengujian spesimen bertujuan untuk mendapatkan data dimana dari
data tersebut akan dibandingkan antara spesimen yang mendapat perlakuan
panas quenching normalizing dan spesimen yang mendapat perlakuan panas
normalizing yang belum mengalami korosi maupun mengalami korosi 1
bulan, 2 bulan,3 bulan dan 4 bulan.
3.7.1 Perhitungan Laju Korosi
Perhitungan laju korosi digunakan untuk mengetahui laju korosi dari
spesimen setiap bulannya, korosi 1 bulan, 2 bulan, 3 bulan dan 4 bulan.
Perhitungan laju korosi juga untuk membandingkan laju korosi antara
spesimen quenching normalizing dengan spesimen normalizing.
Langkah-langkah pengujian laju korosi:
a. Spesimen yang diambil dari pantai terlebih dahulu ditimbang
untuk mengetahui pertambahan beratnya disajikan pada
Gambar 3.22.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
Gambar 3.22 Spesimen ditimbang
b. Spesimen dibersihkan dari terak-terak korosi yang ada pada
spesimen disajikan pada Gambar 3.23.
Gambar 3.23 Spesimen dibersihkan
c. Direndam dalam air accu supaya spesimen benar-benar bersih
dari korosi disajikan pada Gambar 3.24.
Gambar 3.24 Spesimen direndalam dalam air accu
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
d. Spesimen dibersihkan, kemudian ditimbang kembali untuk
mendapat berat bersih dari spesimen disajikan pada Gambar
3.25.
Gambar 3.25 Spesimen bersih ditimbang
3.7.2 Uji Tarik
Pengujian tarik dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar
kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan.
Pada uji tarik spesimen diberi beban gaya tarik sesumbu yang bertambah
besar secara kontinu, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan
mengenai perpanjangan yang dialami spesimen (Djaprie, 1986:276).
Mesin yang digunakan adalah jenis GOTCH KT-7010A2 TAIWAN, R.O.C
dengan kekuatan Tarik maksimum 1 Ton (1000 kg) disajikan pada Gambar
3.27.
Adapun langkah-langkah pengujian tarik adalah :
a. Spesimen diukur menggunakan jangka sorong untuk
mendapatkan informasi awal.
b. Spesimen dipasang pada grip (penjepit) atas dan bawah pada
mesin uji tarik dengan menaikan atau menurunkan grip bagian
bawah, sehingga spseimen berada pada posisi grip dengan
tepat dan betul-betul vertikal.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
c. Pada bagian ujung-ujung gauge length spesimen dipasang alat
pengukur pertambahan panjang (Ekstensometer).
d. Spesimen diberi beban sehingga spesimen akan bertambah
panjang dan sampai pada saat spesimen tersebut mengalami
kegagalan atau patah.
e. Data hasil penarikan yang terlihat pada panel mesin dicatat.
Data ini meliputi nilai pertambahan panjang, beban tarik,
beban maksimum, beban ketika spesimen patah dan print out
diagram pertambahan panjang berbanding beban.
Gambar 3.26 Mesin Uji Tarik
3.7.3 Pengamatan Struktur Mikro
Pengamatan struktur mikro bertujuan untuk membandingkan struktur
mikro dari spesimen yang diteliti dengan kondisi yang mendapat perlakuan
panas quenching normalizing dan spesimen normalizing,serta mempelajari
sifat logam.
Langkah-langkah pengamatan struktur mikro:
a. Permukaan spesimen dihaluskan dan dibersihkan sehingga
permukaan tersebut rata dan sejajar, gunakan amplas mulai
dari yang kasar hingga amlpas yang halus.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
b. Spesimen digosok dengan autosol yang dioleskan pada kain,
sampai permukaan mengkilap seperti kaca.
c. Permukaan spesimen dietsa dengan menggunakan larutan
NaOH, kemudian didiamkan selama 60 detik.
d. Spesimen dimasukkan kedalam alcohol untuk menetralkan
bahan etsa kemudian dicuci dengan aquades dan dikeringkan.
Pengamatan permukaan spesimen yang telah dietsa dengan
menggunakan mikroskop disajikan pada Gambar 3.27.
A: Contoh sedang diamati, B: Contoh tampilan di okuler
Gambar 3.27 : Contoh/ sampel dengan mikroskop
(Sumber: Avner, S.H., Introduction to Physical Metalurgy,
McGraw Hill, Tokyo, Japan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Data yang diambil pada tugas akhir ini adalah data yang dapat digunakan
untuk mengetahui perbandingan kekuatan antara spesimen yang diberi perlakuan
panas quenching normalizing dengan spesimen yang diberi perlakuan panas
normalizing. Data yang didapat berupa: uji tarik, perhitungan laju korosi yang akan
membandingkan antara spesimen diberi perlakuan panas quenching normalizing
dengan spesimen normalizing, data visual struktur mikro, serta data visual struktur
makro.
4.1 Pengujian Tarik
Data hasil pengujian tarik merupakan spesimen awal sebelum terkorosi dan
spesimen yang sudah terkorosi di daerah pantai dalam waktu 1 bulan, 2 bulan,
3 bulan dan 4 bulan menunjukkan pengaruh terhadap kekuatan tarik dari
spesimen tersebut. Data yang diperoleh pada pengujian tarik adalah kekuatan
tarik maksimal (UTS), regangan, beban maksimal (F max).
Dalam penelitian ini penulis menggunakan spesimen berjumlah 20 buah
untuk spesimen yang diberi perlakuan panas quenching normalizing, serta 19
buah spesimen yang diberi perlakuan panas normalizing. Spesimen yang diberi
perlakuan panas normalizing berjumlah 19 dikarenakan mengalami cacat pada
saat diberi perlakuan panas.
a. Data uji tarik disajikan pada tabel 4.1 dan 4.2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
Tabel 4.1 Data uji tarik spesimen quenching dan normalizing.
Nama Spesimen F Max(kg)
A (mm²) UTS(kg/mm²)
Ɛ(%)
1
N1
Spesimen Awal
520,7 7,07 62,91 20,00N2 507,3 8,05 63,05 23,47N3 655 9,63 68,05 20,00N4 475 7,55 73,63 21,72
Rerata 545,77 8,25 66,91 21,30
2
N5
Di pantai 1bulan
438,5 8,05 57,61 8,05N6 463,5 7,80 70,10 13,13N7 546,5 7,21 70,78 10,00N8 510,3 7,04 73,59 11,62
Rerata 518,06 7,56 68,02 10,70
3
N9
Di pantai 2bulan
451,8 7,07 63,89 9,12N10 336,9 5,73 58,82 6,00N11 384,4 5,31 72,37 12,42N12 410,9 5,73 71,74 9,54
Rerata 396 5,96 66,70 9,27
4
N13
Di pantai 3bulan
361,3 5,73 63,08 8,58N14 385,1 5,31 72,50 7,14N15 374,2 6,16 60,75 8,13N16 356,5 4,16 85,77 7,25
Rerata 369,275 5,34 70,52 7,78
5
N17
Di pantai 4bulan
296,5 4,53 65,51 5,42N18 366 5,11 71,64 6,54N19 378 4,91 76,97 5,12N20 270 4,72 57,25 4,13
Rerata 327,625 4,82 67,84 5,30
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
Tabel 4.2 Data uji tarik spesimen normalizing.
Nama SpesimenF max(kg) A (mm2)
UTS(kg/mm²) Ɛ (%)
1
P1
SpesimenAwal
603,6 7,07 85,37 18,95P2 588,1 8,05 73,06 17,86P3 516,2 7,07 73,01 20,92P4 491,3 7,8 62,99 16,32
Rerata 549,80 7,50 73,61 18,51
2
P5
Di pantai 1bulan
527,5 7,55 69,87 18,78P6 559,1 7,55 74,05 8,32P7 404,2 8,05 50,21 19,47P8 580,4 5,94 97,71 15,76
Rerata 517,80 7,27 72,96 15,58
3
P9
Di pantai 2bulan
384,4 6,16 62,40 5,87P10 427,6 5,73 74,62 5,94P11 432,2 6,16 70,16 7,56P12 451,2 6,16 73,25 7,14
Rerata 423,85 6,05 70,11 6,63
4
P13
Di pantai 3bulan
395,5 5,31 74,48 4,46P14 334,7 5,11 65,50 4,12P15 454,1 5,73 79,25 3,94P16 359,7 4,91 73,26 4,51
Rerata 386,00 5,27 73,12 4,26
5
P17Di pantai 4
bulan
276,3 3,8 72,71 3,73P18 267 3,8 70,26 3,24P19 217,8 3,14 69,36 2,89
Rerata 253,70 3,58 70,78 3,29
b. Kekuatan Tarik Maksimal (UTS)
Perhitungan kekuatan tarik maksimal pada tabel 4.1 dan 4.2 diperoleh
dari persamaan (1):
UTS =
dimana beban maksimum (F) maksimal dibagi luas penampang awal (Ao).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
Untuk lebih jelas mengenai hasil uji tarik, akan disajikan dalam bentuk
grafik. Grafik UTS spesimen quenching normalizing disajikan pada
Gambar 4.1. Grafik UTS spesimen normalizing disajikan pada Gambar 4.2.
Grafik perbandingan UTS antara spesimen quenching normalizing dengan
spesimen normalizing disajikan pada Gambar 4.3.
Gambar 4.1 Grafik Kekuatan Tarik Maksimal Spesimen Quenching Normalizing.
Gambar 4.2 Grafik Kekuatan Tarik Maksimal Spesimen Normalizing.
Lama Terkorosi (Bulan)
01020304050607080
0 1 2 3 4
kg/m
m²
Lama Korosi (Bulan)
01020304050607080
0 1 2 3 4
kg/m
m²
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Kekuatan Tarik Maksimal Spesimen Quenching
Normalizing dengan Spesimen Normalizing.
Dari tabel 4.1 dan 4.2 maupun Gambar 4.3 diketahui bahwa kekuatan tarik
spesimen quenching normalizing maupun spesimen normalizing tidak
menunjukkan kekuatan tarik yang signifikan. Spesimen quenching normalizing
hampir sebagian besar mengalami korosi merata mulai bulan pertama hingga
bulan keempat, hal ini ditegaskan dalam Gambar 4.15. Spesimen normalizing
hampir sebagian besar mengalami korosi merata mulai bulan pertama hingga
bulan keempat, hal ini ditegaskan dalam Gambar 4.19.
c. Regangan/ Elongation (Ɛ)
Perhitungan regangan/elongasi dari tabel diperoleh dari persamaan (2):
(%) = [ − ] × 100%
01020304050607080
0 1 2 3 4
kg/m
m²
Lama Terkorosi (Bulan)
Spesimen Normalising
Spesimen QuenchingNormalising
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
Gambar 4.4 Grafik Regangan Spesimen Normalizing
Gambar 4.5 Grafik Regangan Spesimen Quenching Normalizing
02468
101214161820
0 1 2 3 4
Reg
anga
n (%
)
Lama Terkorosi (Bulan)
0
5
10
15
20
25
0 1 2 3 4
Reg
anga
n (%
)
Lama Terkorosi (Bulan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Regangan Spesimen Quenching Normalizing
dengan Spesimen Normalizing.
Dari gambar 4.4 dan gambar 4.5 dapat kita ketahui bahwa regangan
dari spesimen quenching normalizing maupun spesimen normalizing
mengalami penurunan nilai regangan. Nilai regangan awal dari spesimen
quenching normalizing sebesar 21,30% dan nilai regangan pada spesimen
empat bulan terkorsi sebesar 5,30%. Spesimen normalizing juga mengalami
penurunan nilai regangan, nilai regangan awal spesimen sebesar 18,51%
dan nilai regangan pada spesimen empat bulan terkorosi sebesar 3,29%.
Nilai regangan ini menurun dikarenakan mengecilnya diameter dari
spesimen yang mengurangi luasanya untuk meregang serta dikarenakan
berkurangnya kualitas dari spesimen akibat terkorosi tiap bulannya.
4.2 Pehitungan Laju Korosi
Pehitungan laju korosi digunakan untuk mengetahui laju korosi dari
spesimen setiap bulannya. Perhitungan laju korosi juga membandingkan laju
korosi antara spesimen yang diberi perlakuan panas quenching normalizing
dengan spesimen yang diberi perlakuan panas normalizing.
a. Data perhitungan laju korosi disajikan pada tabel 4.3 dan 4.4
0
5
10
15
20
25
1 2 3 4 5
Reg
anga
n%
Lama Terkorosi (Bulan)
Spesimen Normalizing
Spesimen QuenchingNormalizing
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
Tabel 4.3 Data Laju Korosi Spesimen Quenching Normalizing
Nama SpesimenPenurunan
berat (gram)A
Permukaan(dm²)
Penurunanberat per hari
(mg)
LajuKorosi(dm²)
1
N1
SpesimenAwal
0,00 0,37 0,00 0,00N2 0,00 0,38 0,00 0,00N3 0,00 0,37 0,00 0,00N4 0,00 0,37 0,00 0,00
Rerata 0,00 0,37 0,00 0,00
2
N5
Di pantai1 bulan
1,04 0,38 34,67 90,44N6 1,56 0,36 52,00 142,70N7 1,12 0,37 37,33 99,76N8 0,72 0,38 24,00 63,51
Rerata 1,11 0,37 37,00 99,10
3
N9
Di pantai2 bulan
2,35 0,39 39,17 100,93N10 3,07 0,37 51,17 139,67N11 2,45 0,37 40,83 111,65N12 4,08 0,38 68,00 179,14
Rerata 2,99 0,37 49,79 132,85
4
N13
Di pantai3 bulan
6,33 0,38 70,33 183,43N14 4,44 0,38 49,33 131,30N15 6,54 0,38 72,67 193,42N16 9,33 0,36 103,67 284,04
Rerata 6,66 0,37 75,22 198,05
5
N17
Di pantai4 bulan
9,37 0,38 78,08 206,98N18 7,33 0,37 61,08 164,24N19 8,79 0,37 73,25 196,92N20 11,24 0,37 93,67 250,97
Rerata 9,18 0,37 76,52 204,78
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
59
Tabel 4.4 Data Laju Korosi Spesimen Normalizing
Nama spesimenA
permukaan(dm2)
PenurunanBerat
(gram)
Penurunanberat perhari (mg)
LajuKorosi(mdd)
1
P1
SpesimenAwal
0,383 0 0,00 0,00P2 0,387 0 0,00 0,00P3 0,397 0 0,00 0,00P4 0,399 0 0,00 0,00
Rerata 0,392 0,00 0,00 0,00
2
P5
Di pantai 1bulan
0,400 1,39 46,33 115,90P6 0,400 1,21 40,33 100,94P7 0,397 1,16 38,67 97,28P8 0,397 1,28 42,67 107,51
Rerata 0,398 1,26 42,00 105,41
3
P9
Di pantai 2bulan
0,383 3,77 62,83 163,87P10 0,382 3,43 57,17 149,84P11 0,405 3,38 56,33 139,25P12 0,414 4,61 76,83 185,79
Rerata 0,396 3,80 63,29 159,69
4
P13
Di pantai 3bulan
0,392 7,41 82,33 209,92P14 0,406 7,36 81,78 201,65P15 0,390 5,76 64,00 164,14P16 0,389 7,35 81,67 209,76
Rerata 0,394 6,97 77,44 196,37
5
P17Di pantai 4
bulan
0,392 9,83 81,92 209,04P18 0,395 10,22 85,17 215,52P19 0,399 10,28 85,67 214,74
Rerata 0,395 10,11 84,25 213,10
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
60
b. Perhitungan laju korosi dari tabel diperoleh dengan menggunakan rumus:
[1/luas permukaan (dm²)] x pengurangan berat perhari (mg)
Gambar 4.7 Grafik Laju Korosi Spesimen Quenching Normalizing
Gambar 4.8 Grafik Laju Korosi Spesimen Normalizing
0
50
100
150
200
250
1 2 3 4
Laj
u K
oros
i (m
g/dm
²/ha
ri)
Lama Terkorosi (Bulan)
0
50
100
150
200
250
1 2 3 4
Laj
u K
oros
i (m
g/dm
²/ha
ri)
Lama Terkorosi (Bulan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
Gambar 4.9 Grafik Perbandingan Laju Korosi Spesimen Quenching Normalizing
dengan Spesimen Normalizing
Dari hasil perhitungan yang dilakukan untuk spesimen quenching
normalizing maupun spesimen normalizing dengan satuan laju korosi 1 mg
dalam 1 dm² dan dalam 1 hari (mdd). Nilai laju korosi yang digunakan tiap
bulan adalah nilai laju korosi dari 4 spesimen dan diambil nilai rata-rata untuk
menentukan laju korosi tiap bulannya, bulan pertama, kedua, ketiga dan
keempat.
Dari tabel 4.3 untuk data laju korosi spesimen quenching normalizing dan
tabel 4.4 untuk spesimen normalizing, nilai laju korosi sama-sama mengalami
peningkatan nilai laju korosi tiap bulannya. Pada bulan pertama untuk
spesimen quenching normalizing laju korosinya sebesar 99,10 mdd lalu naik
pada bulan-bulan selanjutnya sebesar 132,85 mdd, 198,05 mdd dan pada bulan
keempat 204,78 mdd. Laju korosi pada bulan pertama hingga bulan keempat
mengalami kenaikan sebesar 106%. Adapun laju korosi pada spesimen
normalizing bulan pertama sebesar 105,41 mdd lalu naik menjadi 159,69 mdd,
0
50
100
150
200
250
1 2 3 4
Laj
u K
oros
i (m
g/dm
²/ha
ri)
Lama Terkorosi (Bulan)
Spesimen QuenchingNormalizing
Spesimen Normalizing
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
196,37 dan pada bulan keempat sebesar 213,10 mdd. Laju korosi spesimen
normalizing juga mengalami kenaikan laju korosi sebesar 102,16 %.
4.3 Pengamatan Struktur Mikro
Pengambilan gambar struktur mikro dilakukan dengan cara pengamatan
spesimen pada mikroskop, kemudian dilakukan pemotretan. Pengamatan
struktur mikro dilakukan pada spesimen yang belum terkorosi untuk
membandingkan spesimen yang diberi perlakuan panas quenching normalizing
dan spesimen yang diberi perlakuan panas normalizing. Hal ini disajikan pada
gambar 4.10 dan 4.11.
Gambar 4.10 Struktur mikro dari spesimen quenching normalizing
Gambar 4.11 Struktur mikro dari spesimen normalizing
Gambar 4.10 menunjukan struktur mikro dari spesimen quenching
normalizing yang terdiri dari butir-butir ferit (berwarna putih), perlit (berwarna
hitam) dan bainit (agak keabuan). Apabila semakin luas dan besar warna putih
Ferit
Ferit
Perlit
Bainit
Perlit
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
pada suatu mikro baja, maka semakin banyak ferit yang terbentuk berarti
bahwa material tersebut semakin lunak dan ulet. Pada fasa perlit terdiri dari
lapisan-lapisan halus yang bersifat kuat dan keras (Haryadi, 2005). Dengan
pendinginan yang lambat saat proses normalizing maka karbon akan berdifusi
lama sehingga terbentuk perlit kasar. Pada gambar 4.11 pada spesimen
normalizing menunjukan struktur mikro awal dari spesimen baja yang terdiri
dari ferit dan perlit.
4.4 Pengamatan Korosi secara Makro
Dilihat dari pengamatan foto makro spesimen quenching normalizing pada
Gambar 4.12 sampai 4.15, korosi pada spesimen semakin bertambah banyak
dan bertambah buruk setiap bulannya. Begitu juga pada spesimen normalizing
pada Gambar 4.16 sampai Gambar 4.19 dengan korosi yang semakin buruk
setiap bulannya. Hal ini sesuai dengan teori yang mengatakan bahwa laju
korosi dan waktu kontak saling berkaitan dimana semakin lama waktu logam
berinteraksi dengan lingkungan korosif maka semakin tinggi kontak
korosifnya.
a. Spesimen quenching normalizing yang terkorosi pada bulan pertama
disajikan pada Gambar 4.12. Korosi merata yang terjadi masih belum
terlihat begitu mengumpul meliputi permukaan.
Gambar 4.12 Spesimen quenching normalizing terkorosi 1 bulan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
64
b. Spesimen quenching normalizing yang terkorosi pada bulan kedua
disajikan pada Gambar 4.13. Korosi merata yang terjadi mulai terlihat
mengumpul meliputi permukaan.
Gambar 4.13 Spesimen quenching normalizing terkorosi 2 bulan.
c. Spesimen quenching normalizing yang terkorosi pada bulan ketiga
disajikan pada Gambar 4.14. Korosi merata yang terjadi mulai terlihat
mengumpul meliputi permukaan.
Gambar 4.14 Spesimen quenching normalizing terkorosi 3 bulan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
65
d. Spesimen quenching normalizing yang terkorosi pada bulan keempat
disajikan pada Gambar 4.15. Korosi merata yang terjadi mulai terlihat
mengumpul meliputi permukaan.
Gambar 4.15 Spesimen quenching normalizing terkorosi 4 bulan.
e. Spesimen normalizing yang terkorosi pada bulan pertama disajikan pada
Gambar 4.16. Korosi merata yang terjadi mulai terlihat mengumpul
meliputi permukaan.
Gambar 4.16 Spesimen normalizing terkorosi 1 bulan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
66
f. Spesimen normalizing yang terkorosi pada bulan kedua disajikan pada
Gambar 4.17. Korosi merata yang terjadi mulai terlihat mengumpul
meliputi permukaan.
Gambar 4.17 Spesimen normalizing terkorosi 2 bulan.
g. Spesimen normalizing yang terkorosi pada bulan ketiga disajikan pada
Gambar 4.18. Korosi merata yang terjadi mulai terlihat mengumpul
meliputi permukaan.
Gambar 4.18 Spesimen normalizing terkorosi 3 bulan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
67
h. Spesimen normalizing yang terkorosi pada bulan keempat disajikan pada
Gambar 4.19. Korosi merata yang terjadi mulai terlihat mengumpul
meliputi permukaan.
Gambar 4.19 Spesimen normalizing terkorosi 4 bulan.
i. Spesimen quenching normalizing yang terkorosi di pantai setelah diuji
tarik membentuk patahan yang ulet, hal tersebut dapat dilihat pada
gambar 4.20
Gambar 4.20 Bentuk patahan spesimen quenching normalizing N17
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
68
j. Spesimen normalizing yang terkorosi di pantai setelah diuji tarik
membentuk patahan yang ulet, hal tersebut dapat dilihat pada gambar
4.21.
Gambar 4.22 Bentuk patahan spesimen quenching P16
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
69
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian, pengujian dan analisis yang telah dilakukan
mengahasilkan data pengamatan dan dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perbandingan kekuatan tarik
maksimal maksimum spesimen yang diberi perlakuan panas quenching
normalising dengan spesimen yang diberi perlakuan panas normalising
tidak menunjukkan perubahan yang signifikan.
2. Hasil perhitungan laju korosi spesimen quenching normalizing pada bulan
pertama hingga bulan keempat mengalami kenaikan sebesar 106,47%,
pada bulan pertama untuk spesimen quenching normalising nilai laju
korosinya sebesar 99,10 mdd lalu naik pada bulan-bulan selanjutnya
sebesar 132,85 mdd, 198,05 mdd dan pada bulan keempat 204,78 mdd,
adapun hal yang sama nilai laju korosi pada spesimen normalising bulan
pertama sebesar 105,41 mdd lalu naik menjadi 159,69 mdd, 196,37 dan
pada bulan keempat sebesar 213,10 mdd. Laju korosi spesimen
normalising juga mengalami kenaikan laju korosi sebesar 102,16%.
3. Dari pengamatan struktur mikro, bahwa spesimen quenching normalizing
dengan media pendingin oli memiliki fasa ferit (putih), bainit (keabu-
abuan), perlit (hitam). Sedangkan struktur mikro pada spesimen
normalizing memiliki fasa ferit (putih) dan perlit (hitam).
5.2 Saran
Setelah melakukan proses penelitian dan pegambilan data penulis masih
banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu agar penelitian-penelitian
berikutnya mendapatkan hasil yang lebih baik, maka perlu diperhatikan hal-
hal sebagai berikut:
1. Dalam penelitian diperlukan percobaan yang tidak sebentar, maka akan
lebih baik jika dipersiapkan jumlah spesimen yang lebih untuk
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
70
mengantisipasi kekurangan spesimen dikemudian hari. Dikarenakan
perlunya suatu trail and eror.
2. Dalam proses peletakan spesimen di lingkungan pantai sebaiknya
dipersiapakan spesimen lebih sebagai cadangan untuk mengantisipasi
kemungkinan cacat atau hilangnya spesimen saat diletakan di lingkungan
pantai.
3. Selalu berusaha untuk mendokumentasikan segala kegiatan dan hasil dari
penelitian agar tidak kehilangan sebuah momen atau data tertentu.
4. Alat-alat pendukung tugas akhir, khususnya mesin uji tarik agar segera
dinaikkan kapsitasnya supaya dapat mendukung penelitian lebih lanjut dan
tidak perlu menguji diluar universitas.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
71
DAFTAR PUSTAKA
Budi Utomo, Jenis Korosi Dan Penanggulangannya; KAPAL, Vol.6, No 2, 2009.
Diater, G.E., 1992, Metalurgi Mekanik, Jilid 2, edisi ketiga, alih bahasa oleh SriatiDjaprie, Erlangga, Jakarta.
Mersilia, Anggun., 2016,Pengaruh Heat Treatment Dengan Variasi MediaQuenching Air Garam Dan Oli Terhadap Struktur Mikro Dan NilaiKekerasan Baja Pegas Daun AISI 6135, Universitas Lampung, Lampung.
Setyahandana, B., Materi Kuliah Bahan Teknik Manufaktur, Universitas SanataDharma, Yogyakarta.
Smallman, R.E., 1991, Metalurgi Fisik Modern, PT. Gramedia Pustaka Utama,Jakarta..
Sulistyo, A.B., 2007, Efek Lingkungan Pantai Dan Waktu Korosi Terhadap LajuKorosi Dan Karakteristik Baja, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Surdia, Tata.and Shinroku S., 1999, Pengetahuan Bahan Teknik, cetakan keempat,PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
Tretheway, KR. dan Chamberlain, J., 1991, Korosi untuk mahasiswa danrekayasawan, edisi pertama, PT. Gramedia Utama, Jakarta.
Zuchry, Muhammad., 2011, Pengaruh Karburasi Dengan Variasi MediaPendingin Terhadap Micro Structur Baja Karbon, Palu:UniversitasTadulako Palu.
Van Vliet G.L.J. dan W.Both, Teknologi Untuk Bangunan Mesin (Bahan-Bahan)jilid 1, Erlangga, Jakarta, 1984.
Amstead, B.H, Phillip F. Ostwald, Myron L. Begemen, dan Sriati Djaprie,Teknologi Mekanik, Jilid 1, Edisi Ketujuh, Erlangga, Jakarta, 1993
Vlack van H. Lawrence, dan Djaprie, Sriati Ilmu dan Teknologi Bahan (IlmuLogam dan Bukan Logam ), Erlangga, Jakarta, 1995.
Avner, S.H., Introduction to Physical Metalurgy, McGraw Hill, Tokyo, Japan
http;//www.korosi.co.id
http;//www.substech.com
http;//www.corrosion doctor.org
http;//www.infometrik.com
http;//umum-pengertian.blogspot.com
http;//an-tika.blogspot.com
http;//www.bcscode.com
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
LAMPIRAN
72
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Lampiran 1. Pengujian Komposisi
73
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
74
Lampiran 2. Grafik Uji Tarik Spesimen Quenching Normalising
Gambar 1 Spesimen N1 Gambar 2 Spesimen N2
Gambar 3 Spesimen N3 Gambar 4 Spesimen N4
P(kg)
∆𝐿
P(kg)
∆𝐿
∆𝐿
P(kg)
P(kg))
∆𝐿
62,91 kg/mm² 63,05 kg/mm²
73,63 kg/mm²
68,05 kg/mm²
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
75
Gambar 5 Spesimen N5 Gambar 6 Spesimen N6
Gambar 7 Spesimen N7 Gambar 8 Spesimen N8
P(kg)
∆𝐿
P(kg)
∆𝐿
∆𝐿 ∆𝐿
P(kg)
P(kg)
70,10 kg/mm²
70,78kg/mm² 73,59 kg/mm²
57,61kg/mm²
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
76
Gambar 9 Spesimen N9 Gambar 10 Spesimen N10
Gambar 11 Spesimen N11 Gambar 12 Spesimen N12
P(kg) P(kg)
P(kg) P(kg)
∆𝐿
∆𝐿
∆𝐿
71,74 kg/mm²
58,82 kg/mm²
72,37 kg/mm²
63,89 kg/mm²
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
77
Gambar 13 Spesimen N13 Gambar 14 Spesimen N14
Gambar 15 Spesimen N15 Gambar 16 Spesimen N16
P(kg)
P(kg)
P(kg)
P(kg)
∆𝐿 ∆𝐿
∆𝐿 ∆𝐿
85,77 kg/mm²
63,08 kg/mm²
60,75 kg/mm²
72,50 kg/mm²
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
78
Gambar 17 Spesimen N17
Gambar 18 Spesimen N18
Gambar 19 Spesimen N19 Gambar 20 Spesimen N20
P(kg)
P(kg)
P(kg)
P(kg)
∆𝐿
∆𝐿
∆𝐿 ∆𝐿
65,51 kg/mm²
71,64 kg/mm²
76,97 kg/mm²
57,25 kg/mm²
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
79
79
Lampiran 3. Grafik Uji Tarik Spesimen Normalising
Gambar 21 Spesimen P1 Gambar 22 Spesimen P2
Gambar 23 Spesimen P3 Gambar 24 Spesimen P4
P(Kg) P(kg)
∆𝐿
P(kg)
P(kg)
P (kg)
∆𝐿
∆𝐿
∆𝐿
85,37 kg/mm²
62,99 kg/mm² 73,01 kg/mm²
73,06 kg/mm²
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
81
Gambar 25 Spesimen P5 Gambar 26 Spesimen P6
Gambar 27 Spesimen P7 Gambar 28 Spesimen P8
P(kg)
P(kg)
∆𝐿
∆𝐿
∆𝐿
∆𝐿
P(kg) P(kg)
69,87 kg/mm²
97,71 kg/mm²
50,21 kg/mm²
74,05 kg/mm²
80
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
81
Gambar 29 Spesimen P9 Gambar 30 Spesimen P10
Gambar 31 Spesimen P11 Gambar 32 Spesimen P12
P(kg)
∆𝐿
∆𝐿 ∆𝐿
∆𝐿
P(kg) P(kg)
P(kg)
62,40 kg/mm² 74,62 kg/mm²
70,16 kg/mm² 73,25 kg/mm²
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
81
Gambar 33 Spesimen P13 Gambar 34 Spesimen P14
Gambar 35 Spesimen P15 Gambar 36 Spesimen P16
P(kg)
∆𝐿
P(kg)
P(kg) P(kg)
∆𝐿 ∆𝐿
∆𝐿
74,48 kg/mm²
65,51 kg/mm²
79,28 kg/mm² 73,25 kg/mm²
82
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
81
Gambar 37 Spesimen P17 Gambar 38 Spesimen P18
Gambar 39 Spesimen P19
P(kg)
∆𝐿
P(kg)
P(kg)
∆𝐿
∆𝐿
72,66 kg/mm² 70,21 kg/mm²
69,30 kg/mm²
83
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI