BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN Dari pengujian yang dilakukan terhadap baja karbon rendah, dengan adanya proses perlakukan panas maka didapat hasil yaitu berupa perubahan sifat mekanis dari benda uji... Hasil Pengujian Kekerasan Dalam pengujian ini pengambilan data kekerasan dilakukan pada : a. Permukaan dan penampang benda uji sebelum dilakukan case hardening (perlakuan panas). b. Pada permukaan dan penampang benda uji setelah mengalami proses perlakuan panas (cese hardening) dengan metode pack carburising. Pengujian kekerasan pada permukaan spesimen dilakukan secara acak pada permukaan. Sedangkan pada pengujian pada penampang dilakukan indentasi secara diagonal dengan jarak yang teratur dari permukaan. Sebelum dilakukan proses perlakuan panas benda uji dilakukan pengujian kekerasan terlebih dahulu dengan : Pengujian kekerasan : HV Halaman 8

2 Beban Lama pembebanan Penetrator : 0 kg : detik : Intan (diamond) Pengujian dilakukan terhadap salah satu benda uji dan kekerasan antara benda uji satu dengan lainnya sebelum pengujian dianggap sama. Tabel Data Hasil Pengujian Vickers Sebelum Proses Perlakukan Panas Permukaan Penampang No. Nilai Diagonal (d) pada Pengujian Vickers 0,69 0,667 0,770 0,6 0,7 0,679 0,766 0,70 0,7 0,709 Halaman 9

3 Tabel Data Hasil Pengujian Vickers Setelah Proses Perlakukan Panas Dengan Penahan Waktu menit Permukaan Penampang No. Nilai Diagonal (d) pada Pengujian Vickers A A 0,9 0,0 0,0 0,0 0,0 0,9 0,90 0,0 0,0 0,0 0,607 0,99 0,607 0,6 0,69 0,99 0,69 0,99 0,69 0,99 Halaman 0

4 Tabel Data Hasil Pengujian Vickers Setelah Proses Perlakukan Panas Dengan Penahan Waktu 0 menit Permukaan Penampang No. Nilai Diagonal (d) pada Pengujian Vickers B B 0,9 0,7 0,7 0,7 0,7 0,6 0, 0,6 0, 0,9 0,80 0,7 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,608 0,60 Halaman

5 Tabel Data Hasil Pengujian Vickers Setelah Proses Perlakukan Panas Dengan Penahan Waktu 0 menit Permukaan Penampang No. Nilai Diagonal (d) pada Pengujian Vickers C C 0,6 0,8 0,9 0,6 0,7 0,0 0,9 0,8 0,9 0,8 0,79 0,7 0,79 0,7 0,79 0,7 0,7 0,76 0,7 0,76 Setelah diketahui diagonal (d) dari pengujian Vickers maka dapat diketahui nilai HV. Halaman

6 Tabel Data Kekerasan Sebelum Proses Perlakuan Panas No. Nilai Kekerasan ( HV ) Kekerasan Rata rata ( HV ), 76 Permukaan, 6 9, 80,, 67 06, 0 0, 6 Penampang 9, 80 0, 98, 6 06, 88 0, Setelah proses perlakukan permukaan selesai, maka dilakukan pengujian kekerasan pada benda uji dengan menggunakan pengujian kekerasan yang sama. Data data kekerasan benda uji setelah mengalami perlakukan panas adalah sebagai berukut : Halaman

7 Tabel 6 Data Kekerasan Setelah Proses Perlakukan Panas Dengan Penahan Waktu menit Nilai Kekerasan No. ( HV ) A A 0, 8, 70, 70, 70 Permukaan 0, 06, 6, 6 8, 8, 70 8, 8 Rata Rata 0, 7 7, 0, 7, 9 Penampang 0, 7, 0, 0 7,, 9, 9, 0, 9 Rata Rata 7,, Halaman

8 Tabel 7 Data Kekerasan Setelah Proses Perlakukan Panas Dengan Penahan Waktu 0 menit Nilai Kekerasan No. ( HV ) B B 0, 7, 7 7, 7 7, 7 Permukaan 7, 7 8, 68 70, 8, 68 70, 0, Rata Rata, 7 8, 6, 6 68, 6 Penampang, 0, 0, 0, 6, 6, 6 0,, 6 Rata Rata, 7, Halaman

9 Tabel 8 Data Kekerasan Setelah Proses Perlakukan Panas Dengan Penahan Waktu 0 menit Nilai Kekerasan No. ( HV ) C C 6, 9 6, 6 7, 79 9, Permukaan 0, 7, 7, 79 6, 6 7, 79 6, 6 Rata Rata 77, 6 7, 6, 9 68, 86 Penampang 6, 9 6, 9 68, 8 68, 86 68, 86 67, 6 6, 9 68, 86 Rata Rata 66, 9 68, 60 Dari data data tersebut diatas dapat diketahui bahwa pendinginan benda uji satu dengan yang lainnya berbeda kekerasannya (dalam waktu tahan yang sama). Dan penahanan waktu yang lebih lama maka didapat difusi karbon yang paling besar nilainya dan juga kekerasannya paling tinggi. Untuk lebih jelasnya maka data data tersebut disajikan dalam bentuk grafik. Halaman 6

10 Grafik Data Kekerasan Setelah Proses Perlakuan Panas Dengan Penahanan Waktu menit HV ( kg/mm² ) 00 Kekerasan permukaan benda uji 00 A A 00 Z Waktu ( menit ) Halaman 7

11 Grafik Data kekerasan Setelah Proses Perlakukan Panas Dengan Penahanan Waktu 0 menit HV ( kg/mm² ) Kekerasan permukaan benda uji B B 00 Z Waktu ( menit ) Halaman 8

12 Grafuk Data Kekerasan Setelah Proses Perlakuan Panas Dengan Penahan Waktu 0 menit HV( kg/mm² ) 00 Kekerasan permukaan benda uji C C Z Waktu ( menit ).. Difusi Karbon... Hasil Pengukuran Ketebalan Difusi Karbon Pengukuran ketebalan difusi karbon dilakukan dgn menggunakan mikroskop dr alat uji micro hardness tester. Dan mikroskop tsb terlihat seberapa dlm hasil penyebaran atau peresapan karbon terhadap benda uji. Dan data hasil pengukuran difusi tersebut adalah sebagai berikut : Halaman 9

13 Tabel 9 Ketebalan Difusi Karbon No Kode Tepi ( μ m ) Tepi ( μ m ) Rata rata 6 A A B B C C , 9, 9, 0 6, 0, 0 96, Keterangan : μ m = / 000 mm Dari data difusi karbon tersebut dapat diketahui bahwa waktu penahanan merupakan faktor yang sangat berpengaruh terhadap difusi karbon terhadap benda uji. Karena dengan semakin lamanya penahanan waktu maka semakin banyak proses penyerapan karbon yang terjadi. Hubungan dari difusi karbon dan penahanan waktu dari data data diatas dapat dilihat dari grafik dibawah ini. Halaman 60

14 Grafik Hubungan Difusi Karbon Dan Penahanan Waktu Kedalaman Difusi Karbon ( cm ) Waktu ( Menit )... Perhitungan Kadar Karbon Hasil Difusi Kadar karbon hasil difusi pada batas maksimum difusi karbon dapat diketahui dengan menggunakan rumus : Cx C = ( C C ) 0 0 erf ( X ( Dt ) ) dimana Cx = kadar karbon material pada kedalaman x Halaman 6

15 C 0 C x D t erf = kadar karbon spesimen = kadar karbon permukaan spesimen = kedalaman diffusi karbon (cm) = koefisien diffusi karbon (cm /s) = waktu (holding time) (s) = fungsi error (error function) (tabel) Cx Co C Gambar Bagian Difusi Karbon harga koefisien diffusi dicari dengan cara : D = D 0 exp Q RT Dimana : D 0 = faktor frekuensi (cm /s) (tabel) Q = energi aktivasi (cal/mol/k) (tabel) T = temperatur pemanasan ( 0 K) R = konstanta gas (,987 cal/ mol) Karena temperatur pemanasan ketiga proses adalah sama yaitu 87 0 C, maka harga koefisien difusi karbon adalah sama : Halaman 6

16 D 0 Q = 0, cm / s =, 800 cal / mol / K T = 87 0 C K = 8 0 K Sehingga ; D = 0, cm / s. exp, 800 cal / mol / K,987 cal/ mol K D = 0, cm / s. exp [, 8 ] D = 0, cm / s., D = 7, cm / s Tabel 0 Diffusing Element Diffusing Through D0 cm / s Q cal / mol Carbon α iron 0, Carbon γ iron 0,. 800 Nickel γ iron 0, Manganesse γ iron 0, Chromium α iron Chromium γ iron Sumber : Steel and it s Heatreatment, Karl Erik Thelning halaman Tabel y erf (y) y erf (y) 0 0, 000 0, 8 0, 7 0, 0, 0, 9 0, 797 0, 0,, 0 0, 8 0, 0, 9, 0, 90 0, 0, 8, 0, 9 0, 0,, 6 0, 976 0, 6 0, 60, 0 0, 99 0, 7 0, 678, 0, 999 Halaman 6

17 Sumber : Steel and it s Heatreatment, Karl Erik Thelning halaman 6 Hubungan difusi karbon terhadap penahanan waktu dan kekerasan adalah dengan lamanya penahanan waktu (holding time) maka kadar karbon yang masuk kedalam benda uji akan bertambah banyak, sehingga selain semakin dalam peresapan karbon, kadar karbon pada bagian permukaan hingga batas difusi berbeda. Jadi spesimen dengan kode C, mempunyai kadar karbon lebih besar terhadap benda uji dengan kode. untuk lebih jelas lihat tabel dibawah ini : Tabel Kadar Karbon Pada Jarak dari Permukaan (μ m ) , , 7 Kadar Karbon (%C) Kode A Kode B 0, 69 0, 76 0, 98 0, 6 0, 0 0, 76 0, 0, 9 0, 0, 7 0, 9 Kode C 0, 70 0, 669 0, 606 0, 0, 8 0, 0, 77 0, 0 Halaman 6

18 Grafik 6 Hubungan Ketebalan Difusi Karbon dan Kadar Karbon 0,800 0,700 0,600 Kadar Karbon ( % ) 0,00 0,00 0,00 Kode A Kode B Kode C 0,00 0, Jarak dari Permukaan ( μm ) Halaman 6