STUDI EKSPERIMEN PENGARUH TEMPERATUR TEMPERING PADA PROSES QUENCHING TEMPERING TERHADAP SIFAT MEKANIK BAJA AISI 4140

Transkripsi

1 STUDI EKSPERIMEN PENGARUH TEMPERATUR TEMPERING PADA PROSES QUENCHING TEMPERING TERHADAP SIFAT MEKANIK BAJA AISI 4140 FAISAL MANTA Dosen Pembimbing: Prof. Dr. Ir. Wajan Brata, DEA Tugas Akhir

2 Latar Belakang Material yang memiliki sifat ketangguhan dan kekerasan tinggi. Perlakuan terhadap baja AISI 4140 Pembanding dari proses perlak Quenching Partitioning pada AISI 4140

3 Perumusan Masalah Variasi Temperatur Tempering Proses Perlakuan Panas Quenching- Tempering AISI 4140 Sifat Mekanik dan Fasa yang terbentuk pada AISI 4140

4 Batasan Masalah Material spesimen berupa baja paduan rendah AISI 4140 yang dianggap homogen. Tidak terdapat cacat dalam maupun retak visual. Proses pemanasan saat proses quenching-tempering sempurna dan merata di seluruh material uji. Waktu pemindahan untuk setiap material uji dari tungku ke media pendingin adalah sama dan tidak mempengaruhi dari proses perlakuan panas. Kondisi peralatan yang digunakan saat pengujian dan pengambilan data telah terkalibrasi. Pengaruh lingkungan tidak berpengaruh signifikan terhadap pengujian.

5 Tujuan Penelitian Mengetahui pengaruh proses laku panas yang diberikan terutama temperatur tempering terhadap sifat mekanik AISI Mengetahui pengaruh variasi temperatur tempering terhadap perubahan struktur mikro baja AISI 4140.

6 Manfaat Penelitian Mengembangkan teori dan aplikasi quenching dan tempering yang diaplikasikan pada industri.

7 Metodologi Penelitian Diagram Alir Penelitian Mulai Persiapan material awal Baja AISI 4140 Pemotongan dan pembentukan spesimen Uji Komposisi Kimia Proses laku panas quenching temperatur 885 o C waktu tahan 1jam media pendingin oli ( ± 27 o C ) Proses laku panas tempering temperatur 350 o C waktu tahan 1 jam media pendingin air (water, ± 27 o C ) Proses laku panas tempering temperatur 400 o C waktu tahan 1 jam media pendingin air (water, ± 27 o C ) Proses laku panas tempering temperatur 450 o C waktu tahan 1 jam media pendingin air (water, ± 27 o C ) A

8 Metodologi Penelitian Diagram Alir Penelitian A Uji impact metode Charpy dengan takikan bentuk V Uji tensile menggunakan metode JIS 2241 Uji kekerasan menggunakan skala Rockwell HRC Pengamatan struktur mikro dan XRD Data : Kekuatan dan ketangguhan impact Kekuatan luluh dan UTS Kekerasan Struktur mikro Pola difraksi Analisa data dan Pembahasan Selesai

9 Metodologi Penelitian Material: Material baja AISI 4140 dengan komposisi kimia 0,40% C, 0,83% Mn, 0,90% Cr, dan 0,18% Mo.

10 Metodologi Penelitian Proses Perlakuan Panas Quenching - Tempering

11 Metodologi Penelitian Pengujian : 1. Komposisi kimia 2. Uji Kekerasan 3. Uji Impact 4. Uji Tensile 5. Uji Struktur mikro 6. Uji XRD Dimensi spesimen uji impact (satuan dalam mm) Dimensi spesimen dan titik indentasi uji kekerasan (satuan dalam mm)

12 Metodologi Penelitian Dimensi spesimen uji Tensile (satuan dalam mm)

13 Metodologi Penelitian Tabel Perencanaan Pengujian

14 Pengujian Komposisi Kimia Uji Komposisi Kimia Pada Spesimen as received

15 Pengujian Hardness Gambar Spesimen Uji Hardness

16 Pengujian Hardness Tabel Hasil Uji Hardness

17 Pengujian Hardness Grafik Hasil Uji Hardness

18 Gambar Pola Patahan Pengujian Impact Pola Patahan Spesimen as received Pola Patahan Spesimen tempering 350 C

19 Gambar Pola Patahan Pengujian Impact Pola Patahan Spesimen tempering 400 C Pola Patahan Spesimen tempering 450 C

20 Tabel Hasil Uji Impact Pengujian Impact

21 Pengujian Impact Grafik Uji Impact

22 Pengujian Tensile Gambar Spesimen Uji Tensile Spesimen as received setelah uji Tensile Spesimen temper 350 setelah uji Tensile

23 Pengujian Tensile Gambar Spesimen Uji Tensile Spesimen temper 400 setelah uji Tensile Spesimen temper 450 setelah uji Tensile

24 Tabel Hasil Uji Tensile Pengujian Tensile

25 Grafik Hasil Uji Tensile Pengujian Tensile

26 Grafik Hasil Uji Tensile Pengujian Tensile

27 Grafik Hasil Uji Tensile Pengujian Tensile

28 Pengujian Metalography dan XRD Hasil Uji Metalography Pembesaran 100x Pembesaran 200x Spesimen as received pada permukaan Pembesaran 200x Pembesaran 500x Spesimen as received pada penampang

29 Pengujian Metalography dan XRD Hasil Uji Metalography Pembesaran 200x Pembesaran 1000x Spesimen Tempering 350 Pembesaran 500x Pembesaran 1000x Spesimen Tempering 400

30 Pengujian Metalography dan XRD Hasil Uji Metalography Pembesaran 500x Spesimen Tempering 450 Pembesaran 1000x

31 Pengujian Metalography dan XRD Hasil Uji XRD Pola Difraksi Spesimen as received

32 Pengujian Metalography dan XRD Hasil Uji XRD Pola Difraksi Spesimen tempering 350

33 Pengujian Metalography dan XRD Hasil Uji XRD Pola Difraksi Spesimen tempering 400

34 Pengujian Metalography dan XRD Hasil Uji XRD Pola Difraksi Spesimen tempering 450

35 Kesimpulan

36 Kesimpulan Pada Material AISI 4140 diketahui sifat ulet dan ketangguhan akan meningkat mengikuti naiknya temperatur tempering namun sebaliknya untuk sifat hardness, elastisitas dan UTS yang semakin berkurang dengan naiknya temperatur tempering.

37 Saran 1. Pada tahap persiapan spesimen sebaiknya material di homogenkan terlebih dahulu dengan proses normalising sehingga menghilangkan efek dari proses produksi atau pembentukan yang dapat mempengaruhi hasil dari pengujian. 2. Memastikan peralatan vital yang digunakan dapat berfungsi dengan semestinya, contohnya tungku austenisasi, apakah temperatur yang terbaca pada display telah sesuai dengan temperatur sebenarnya di dalam tungku

38