SKRIPSI / TUGAS AKHIR

EDI SUTRISNO (20407297)

JURUSAN TEKNIK MESIN

LAJU KOROSI LAPISAN KROM PADA KNALPOT

BERBAHAN BAJA KARBON AISI 1010

PENDAHULUAN

Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat

reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di

lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa

yang tidak dikehendaki.

Korosi logam umumnya adalah berupa oksida atau

karbonat, korosi dapat juga diartikan sebagai serangan

yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia

atau elektrokimia dengan lingkungan.

PERMASALAHAN

Ruang lingkup permasalahan ini terfokus pada bahan

exhaust knalpot yang menggunakan material baja

karbon AISI 1010 dilapisi krom keras, yang kemudian

dilakukan dua proses pengujian yaitu uji struktur mikro

(metalografi) dan uji kekerasan Rockwell.

1. Untuk mengetahui laju korosi pada bahan knalpot tersebut

yang telah dilakukan proses pemanasan dengan suhu dan

waktu yang berbeda.

2. Metode pengujian yang dilakukan melalui pengamatan

strukturmikro (metalografi), serta uji kekerasan rokcwell.

PEMBATASAN MASALAH

LANDASAN TEORI

Korosi merupakan kerusakan akibat reaksi dengan lingkungan

sekitarnya, pendekatan korosi secara umum melibatkan faktor-

faktor sebagai berikut :

1. Logam. Komposisi, struktur atom, keheterogenan struktur

secara mikroskopik dan tegangan (tarik, tekan dan siklus).

2. Lingkungan. Sifat kimia, konsentrasi bahan reaktif dan

pengotor, tekanan,suhu, kecepatan dan lain-lain.

FENOMENA KOROSI

Karakteristik korosi logam dapat dibedakan menjadi 2 yaitu:

Karakteristik Makro

Karakteristik makro merupakan ciri-ciri kelelahan yang

dapat diamati secara visual (dengan mata telanjang atau

dengan kaca pembesar).

Karakteristik Mikro

Karakteristik mikro hanya dapat diamati dengan

menggunakan mikroskop.

KARAKTERISTIK KOROSI LOGAM

KLASIFIKASI KOROSIUntuk mengetahui perihal korosi ada 5 jenis korrosi menurut prosesnya, yaitu :

1. Jenis korosi yang terjadi melalui proses elektrokimia :

a. Korosi Atmosfer

b. Korosi Galvanis

c. Korosi Arus Liar

d. Korosi Air Laut

e. Korosi Tanah (Soil Corrosion)

f. Oxygen Concentration Cell

2. Jenis korosi yang terjadi melalui proses kimia :

a. Korosi Pelarutan Selektif

b. Korosi Merkuri

c. Korosi Asam (Acid Corrosion)

d. Korosi Titik Embun (Dew Point Corrosion)

e. Korosi Grafitisasi

3. Jenis korosi yang terjadi melalui proses elektro kimia, kimia dan fisik :

a. Korosi Erosi

b. Korosi Regangan

4. Jenis korosi yang terjadi akibat kerusakan mekanis :

a. Korosi Gesekan

b. Korosi Kelelahan (Corrosion Fatigue)

c. Korosi Erosi

5. Jenis korosi yang terjadi akibat pada suhu tinggi :

a. Oksidasi

Cacat

Studi Literatur

Material

Exhaust Knalpot

Pemotongan Specimen

Exhaust Knalpot

Pengujian

(Metalografi

dan Rockwell)

Pengambilan

Data

Selesai

Baik

Diagram Alir Proses Penelitian Mulai

Baik

KOMPOSISI BAHAN

KOMPOSISI BAHAN

BAJA KARBON

AISI 1010

C

%

Mn

%

P

%

S

%

0,08-0,13 0,30-0,60 0,04 0,05

UJI METALOGRAFIDiagram Alir Uji Metalografi :

Mulai

Pengamplasan

(Grinding)

Pemolesan

(Polishing)

Pengetsaan

(Etching)

Struktur Mikro

Selesai

Sampel Korosi

Exhaust Knalpot

Kesimpulan

Analisa

Baik

Cacat

UJI KEKERASAN ROCKWELL

Diagram Alir Uji Kekerasan :

Pengujian Bahan

Mulai

Sampel Korosi

Exhaust Knalpot

Pengambilan

Data

Selesai

HASIL DAN

PEMBAHASANSTRUKTUR MIKRO

Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi

redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya

yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam

bahasa sehari-hari korosi disebut perkaratan, contoh korosi yang

paling lazim adalah korosi pada baja karbon. Pada korosi exhaust

knalpot baja karbon AISI 1010 yang dilapisi krom keras ini di

akibatkan karena proses pemanasan suhu yang sangat tinggi, dimana

pada proses pemanasannya dilakukan perbandingan suhu dan waktu

yang berbeda-beda. Dengan kisaran suhu mencapai 6000C dan 7000C,

dengan perbandingan waktu yang berbeda pula berkisar 5 menit, 1

jam dan 2 jam.

Bahan Exhaust Knalpot Untuk Proses Analisa

Perbandingan Laju Korosi Lapisan Krom Berbahan

Baja Karbon AISI 1010

STRUKTUR MIKRO KOROSI BAGIAN PINGGIR

Struktur Mikro Laju Korosi Lapisan Krom Setelah Proses Pemanasan

Pada Suhu 6000C Untuk Waktu 5 Menit

Krom Oksidasi(Cr2O3)

Kasar

Ferrit

Krom (Cr)

51 µm

Krom (Cr)

Krom Oksidasi(Cr2O3)

Struktur Mikro Laju Korosi Lapisan Krom Setelah Proses Pemanasan

Pada Suhu 6000C Untuk Waktu 1 Jam

Struktur Mikro Laju Korosi Lapisan Krom Setelah Proses Pemanasan

Pada Suhu 6000C Untuk Waktu 2 Jam

Krom Oksidasi(Cr2O3)

Krom (Cr)

Krom (Cr)

Krom Oksidasi(Cr2O3)

Struktur Mikro Laju Korosi Lapisan Krom Setelah Proses Pemanasan

Pada Suhu 7000C Untuk Waktu 5 Menit

Krom Oksidasi(Cr2O3)

Krom (Cr)

Struktur Mikro Laju Korosi Lapisan Krom Setelah Proses Pemanasan

Pada Suhu 7000C Untuk Waktu 1 Jam

Krom Oksidasi(Cr2O3)

Krom (Cr)

Struktur Mikro Laju Korosi Lapisan Krom Setelah Proses Pemanasan

Pada Suhu 6000C Untuk Waktu 2 Jam

Krom Oksidasi

(Cr2O3)

Krom (Cr)

Grafik Perbandingan Rata-rata Laju Korosi (µm)

0

200

400

600

800

1000

1200

5 Menit 1 Jam 2 Jam

Ha

sil P

em

besa

ran

( µ

m )

Waktu ( T )

Grafik Perbandingan Rata-rata Laju Korosi (µm)

Dalam Suhu 6000C dan 7000C

Suhu 600°C

Suhu 700°C

Data Perhitungan Laju Korosi Lapisan Krom Pada Knalpot

Berbahan Baja Karbon AISI 1010 Dengan Suhu Pemanasan

6000C dan 7000C (mpy)

Media Pengkorosi (Udara)

Waktu

Suhu Pemanasan

6000C (mm/y) 7000C (mm/y)

5 Menit 161,7 776,16

1 Jam 32,21 96,62

2 Jam 22,81 59,048

Jumlah 216,72 931.828

Rata-rata 72,24 310,61

Pada data perhitungan laju korosi dengan perbedaan suhu dan waktu diperoleh

hasil setiap pemanasan dengan waktu yang berbeda laju korosi yang terjadi

mengalami suatu penurunan, dan suhu yang berbeda pula menghasilkan nilai

laju korosi yang sangat tinggi. Dimana pada suhu 7000C hasil data laju korosi

dalam waktu pemanasan 5 menit didapatkan hasil 776,16 mm/y sedangkan

pada suhu 6000C perbedaan nilai data laju korosi berbeda jauh dengan suhu

7000C. Hasil yang diperoleh pada suhu 6000C dalam waktu pemanasan 5 menit

didapatkan hasil laju korosi 161,7 mm/y, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa

suhu dan waktu pemanasan yang berbeda dengan media korosi udara hasil data

laju korosi yang didapatkan mengalami suatu penurunan.

UJI KEKERASAN ROCKWELL

Uji kekerasan rockwell bertujuan untuk

mengetahui tingkat kekerasan komponen dari

baja AISI 1010. Pengujian dilakukan dengan

menggunakan indentor berupa pyramid diamond

terbalik yang memiliki sudut puncak 136°

kepermukaan logam yang diuji kekerasannya dan

besar beban (load) 100 gf.

Hasil Uji Kekerasan Lapisan Krom Pada Suhu 6000C

Untuk Waktu 5 Menit, 1 Jam dan 2 Jam

Sampel

Indentor : Kerucut Diamond

1200

Load : 150 Kp

Lapisan Krom Pada Baja

Karbon AISI 1010

(5 Menit)

58

60

61

57

50

Rata-rata ± Simpangan Baku 57,2 ± 4,32

Sampel

Indentor : Kerucut Diamond

1200

Load : 150 Kp

Lapisan Krom Pada Baja

Karbon AISI 1010

(1 Jam)

53

58

60

59

59

Rata-rata ± Simpangan Baku 57,8 ± 2,77

Sampel

Indentor : Kerucut Diamond

1200

Load : 150 Kp

Lapisan Krom Pada Baja

Karbon AISI 1010

(2 Jam)

49

58

62

61

62

Rata-rata ± Simpangan Baku 58,4 ± 5,50

Ditunjukkan pada tabel diatas dalam pengujian kekerasan rockwell

pada lapisan krom dalam baja karbon tipe AISI 1010 dengan proses

pemanasan 6000C untuk waktu 5 menit, 1 jam dan 2 jam didapatkan

hasil tingkat kekerasannya mengalami suatu peningkatan, untuk waktu

5 menit didapatkan hasil rata-rata kekerasannya yaitu 57,2, sedangkan

untuk waktu 1 jam tingkat kekerasannya meningkat 0,6 dengan

tingkat kekerasan yang diperoleh dalam waktu 5 menit,untuk waktu 1

jam ini didapatkan nilai tingkat kekerasannya yaitu 57,8 dan untuk

waktu 2 jam nilai tingkat kekerasannya meningkat yaitu 58,4. Dapat

ditarik kesimpulan bahwa pada suhu pemanasan 6000C rata-rata

peningkatan nilai kekerasannya 0,6.

Hasil Uji Kekerasan Lapisan Krom Pada Suhu 7000C

Untuk Waktu 5 Menit, 1 Jam dan 2 Jam

Sampel

Indentor : Kerucut Diamond

1200

Load : 150 Kp

Lapisan Krom Pada Baja

Karbon AISI 1010

(5 Menit)

43

48

52

52

43

Rata-rata ± Simpangan Baku 47,6 ± 4,50

Sampel

Indentor : Kerucut Diamond

1200

Load : 150 Kp

Lapisan Krom Pada Baja

Karbon AISI 1010

(1 Jam)

54

58

58

55

48

Rata-rata ± Simpangan Baku 54,6 ± 4,09

Sampel

Indentor : Kerucut Diamond

1200

Load : 150 Kp

Lapisan Krom Pada Baja

Karbon AISI 1010

(2 Jam)

51

57

63

62

62

Rata-rata ± Simpangan Baku 59 ± 5,04

Ditunjukkan pada tabel diatas dalam pengujian kekerasan rockwell pada lapisan

krom dalam baja karbon tipe AISI 1010 dengan proses pemanasan 7000C untuk

waktu 5 menit, 1 jam dan 2 jam didapatkan hasil tingkat kekerasannya mengalami

suatu peningkatan, untuk waktu 5 menit didapatkan hasil rata-rata kekerasannya

yaitu 47,6, sedangkan untuk waktu 1 jam tingkat kekerasannya meningkat menjadi

54,6 dan untuk waktu 2 jam nilai tingkat kekerasannya meningkat yaitu 59.

GRAFIK PERBANDINGAN RATA-RATA KEKERASAN

ROCKWELL PADA LAPISAN KROM

Gambar 4.14 Grafik Perbandingan Rata-Rata Kekerasan Rockwell Pada Suhu

6000C dan 7000C

Dari data tersebut diatastingkat kekerasan pada suhu 6000C dan 7000C mengalami suatu

peningkatan nilai kekerasannya, pada suhu 6000C ini sendiri tingkat nilai kekerasannya

berkisar 0,6 setiap perbandingan waktu yang dipanaskan sedangkan pada suhu 7000C tingkat

nilai kekerasannya mencapai 4,6 setiap perbandingan waktu pemanasanya.

0

10

20

30

40

50

60

70

5 Menit 1 Jam 2 Jam

Ra

ta-r

ata

Waktu ( T )

Grafik Perbandingan Kekerasan Rockwell

Pada Suhu 6000C dan 7000C

Suhu 600°C

Suhu 700°C

KESIMPULAN• Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara suatu logam

dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak

dikehendaki.

• Struktur mikro paduan baja karbon AISI 1010 dilapisi krom keras yang digunakan sebagai

bahan komponen knalpot disusun oleh partikel fasa besi-α (ferrit) sebagai fasa utamanya dan

fasa krom sebagai campuran dari bahan exhaust knalpot tersebut, dan struktur mikro pada

knalpot mengalami perubahan ketika dipanaskan dengan waktu dan suhu yang berbeda

berkisar antara waktu 5 menit, 1 jam dan 2 jam, sedangkan suhu yang digunakan untuk proses

pemanasannya yaitu pada suhu 6000C dan 7000C.

• Data perhitungan laju korosi lapisan krom pada knalpot berbahan baja karbon AISI 1010

didapatkan hasil penurunan setiap sampelnya, dimana penurunan tersebut dikarenakan adanya

perbandingan waktu dan suhu pemanasan. Dapat diambil contoh pada suhu 6000C pada waktu

pemanasan 5 menit dibandingkan dengan suhu 7000C pada waktu yang sama yaitu pada

waktu 5 menit dalam suhu 7000C data perhitungan laju korosi didapatkan hasil 776,16 mm/y

sedangkan pada suhu 6000C didapatkan hasil laju korosi yaitu 161,7 mm/y.

• Distribusi nilai kekerasan pada setiap sampel yang di uji dengan suhu dan waktu yang

berbeda mengalami suatu peningkatan nilai kekerasannya yaitu pada suhu 6000C untuk waktu

5 menit distribusi nilai kekerasannya didapatkan hasil 57,2 HRC, sedangkan untuk waktu 1

jam nilai kekerasannya bertambah menjadi 57,8 HRC dan pada waktu 2 jam distribusi nilai

kekerasannya juga meningkat menjadi 58,4 HRC. Sedangkan pada suhu 7000C distribusi nilai

kekerasannya meningkat sama halnya dengan pada suhu 6000C.

• Tingkat distribusi kekerasan pada pengujian rockwell baja karbon AISI 1010 jumlah krom

oksidasinya (Cr2O3) meningkat dengan meningkatnya waktu proses pemanasannya,

dikarenakan kekuatan lapisan meningkat dan krom oksidasinya (Cr2O3) sangat keras.

SEKIAN DAN TERIMA KASIH