BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Diagram Alir Penelitian Penelitian dalam tugas akhir ini dilakukan dalam beberapa tahapan penting, meliputi: menentukan tujuan penelitian, mengumpulkan landasan teori untuk penelitian, menentukan prosedur penelitian, melakukan pengujian dan analisa hasil pengujian. Tahap tahap penelitian tersebut disusun agar penelitian dapat berjalan secara sistemantis, dari tahapan tahapan penelitian diatas kemudian disusun diagram alir penelitian seperti pada Gambar 3.1 berikut. mulai Studi pustaka Pembuatan spesimen Pengujian Komposisi Kekerasan Struktur mikro Data hasil pengujian sebelum heat teratmen Material Heat treatmen temperature 800 o C Holdingtime 3 jam 6 jam 9 jam Pengujian Kekerasan, Sruktur mikro, porositas, Data hasil pengujian sesudah heat treatmen Refrensi pendukung Analisa data hasil pengujian kesimpulan Selesai Gambar 3.1 Blok Diagram Metodologi Penelitian 1
Keterangan blok diagram metodologi penelitian : Diawali dengan studi pustaka guna mendapatkan data awal serta teori yang diperlukan dalam penelitian. Sedangkan persiapan meliputi persiapan alat dan bahan yang akan digunakan dalam penelitian. Kegiatan pengujian yang dilakukan meliputi pengujian komposisi, kekerasan, struktur mikro material. Masing-masing bertujuan guna mendapatkan data yang diperlukan untuk selanjutnya di analisa. Data yang dihasilkan dari pengujian antara lain, komposisi material, kekerasan, struktur mikro material dan pengujian porositas. Analisa data meliputi pengumpulan, pengolahan dan analisis terhadap data pengujian yang telah diperoleh. Representasi data yang telah diolah berupa tabel. Selanjutnya setelah data selesai diolah, maka data tersebut dianalisis berdasarkan teori yang didapat dari referensi dan literatur. Kesimpulan dan saran merupakan ringkasan dari hasil analisa yang nantinya dijadikan sebagai acuan dalam penelitian ini. Serta penyampaian saran yang mungkin berguna untuk penelitian berikutnya. 3.2. Bahan Baku dan Spesimen Penelitian Bahan baku atau material yang yang digunakan dalam penelitian ini adalah berupa produk sebuah puli yang dibuat di CV. Bonjor Jaya seperti terlihat pada Gambar 3.2 berikut ini. Gambar 3.2 Spesimen besi cor 2
3.3 Alat Pengujian 1. Alat Pengujian Kekerasan Rockwell HRA Gambar 3.3 Alat uji kekerasan Pengujian kekerasan menggunakan uji kekerasan Rockwell yang dimiliki Laboratorium polman ceper seperti tampak pada Gambar 3.3 diatas. Metode ini menggunakan metode Rockwell dengan nilai kekerasan 20 88 HRA. Beban dan diameter bola indenter yang diterapkan sama terhadap semua material yaitu 30 Kg. Setelah pembentukan indenter selanjutnya diperoleh hasil dengan melihat angka pada indikator dan untuk mengetahui angka kekerasan Brinell dihitung dengan rumus konversi. 2. Alat Pengujian Struktur Mikro Untuk mikrografi diperlukan mesin amplas, seperti terlihat pada Gambar 3.4 di bawah ini, dan satu set alat pengujian mikrografi. Mesin amplas digunakan untuk menghaluskan dan meratakan permukaan uji sebelum dilakukan pengujian kekerasan dan mikrografi. Selama proses pengamplasan air harus selalu mengalir sehingga spesimen tidak mengalami kenaikan temperatur karena gesekan. 3
Gambar 3.4 Mesin amplas Pengambilan gambar struktur mikro dilakukan dengan mikroskop optik milik Laboratorium polman ceper seperti pada Gambar 3.5 seperti berikut: Gambar 3.5 Alat uji mikrografi 3. Pengujian Komposisi Kimia Pengujian komposisi kimia bertujuan untuk mengetahui kandungan unsurunsur pada hasil coran. Pengujian komposisi menggunakan Spektrometer. Setiap unsur yang terkandung dalam suatu material akan memberikan pengaruh pada material tersebut, baik dari kekerasan (Hardness), kekuatan (Strength), keuletan (Ductility), kelelahan (Fatique) maupun ketangguhan (Toughness). Dengan mengetahui komposisi kimia dari suatu material maka dapat diketahui sifat atau karakteristik dari material tersebut. 4
3.4 Prosedur Penelitian Prosedur penelitian merupakan proses pengujian produk puli. Adapun proses pengujianya dilakukan di polman Ceper. Adapun langkah-langkah dalam proses pengujian adalah sebagai berikut : a. Mempersiapkan alat dan bahan untuk melakukan pengujian. b. memotong puli menjadi beberapa bagian dengan ukuran tertentu. c. menghaluskan permukaan specimen yang akan di uji. d. menguji specimen. 3.5 Pengujian Kekerasan Produk Coran Pengujian kekerasan dari spesimen dilakukan pada permukaan benda uji yang sudah diamplas dan datar pada beberapa titik di permukaan material seperti terlihat pada Gambar 3.6 berikut. Gambar 3.6 Letak titik pengujian kekerasan pada permukaan material Pengujian kekerasan pada spesimen yang telah dibentuk adalah sebagai berikut : 1. Meletakkan spesimen di bawah penumbuk bola besi, dengan mengamati daerah yang akan ditumbuk secara manual (kasat mata). 2. Bila daerah yang akan ditumbuk telah ditentukan, menjalankan indentor dengan menggerakkan tuas, kemudian tahan hingga 30 detik. 3. Kemudian lihat hasil yang ditunjukkan pada indikator dan catat hasil pengukuran. 4. Menghitung angka kekerasan Brinnel dengan menggunakan rumus konversi. 5. Untuk spesimen yang sama, mengulangi prosedur 1-5 di tempat yang berbeda. 5
3.6 Pengujian Struktur Mikro Produk Coran Untuk mengetahui struktur mikro dengan menggunakan pemotretan. Adapun beberapa tahap yang perlu dilakukan sebelum melakukan pengujian struktur mikro, yaitu : a. Sectioning (Pemotongan) Pemotongan ini dipilih sesuai dengan arah yang akan diperiksa dari logam tersebut sesuai dengan ukuran tertentu. b. Mounting (Pemegangan) Proses mounting diperlukan jika sampelnya kecil atau mempunyai bentuk yang tidak beraturan sehingga pada proses penggerindaan material mudah dipegang. c. Grinding (Pengampelasan kasar) Tahapan ini dipakai untuk menghaluskan permukaan, ditujukan untuk menghilangkan kerak/scaling pada permukaan spesimen, grinding/sand paper yang sering digunakan adalah ukuran 80, 120, 300,400, 600, 800, 1000, 1200, 1500, 2000. Polishing (Pemolesan) Proses pemolesan menggunakan kain bludru dan maxam. Proses ini bertujuan untuk menghasilkan permukaan spesimen yang rata dan mengkilap, tidak boleh ada goresan yang merintangi selama pengujian. Etching (pengetsaan) Pada permukaan logam yang telah dipoles akan didapatkan permukaan yang halus dan mengkilap seperti cermin. Permukaan logam tersebut kemudian dietsa dengan cara mencelupkan atau mengoles selama beberapa detik. Setelah benda uji mengalami proses polishing, maka dilakukan pengetsaan, dimana permukaan benda uji dicelup dengan waktu 10 detik menggunakan larutan Nitral 2 % (alkohol 97 % 100ml + HNO3 3 ml) setelah itu dibersihkan dengan air dan alkohol 97 % kemudian dikeringkan dengan udara hangat, tujuannya agar terhindar dari oksidasi udara sekitar. Pemotretan 6
Dilakukan dengan alat yang di gunakan kusus untuk pemotretan yaitu dengan alat uji mikroskop, untuk mendapatkan gambar dari struktur mikro yang dimaksud. 3.7 Pengujian komposisi produk coran Pengujian komposisi dilakukan pada spesimen menggunakan mesin uji komposisi. Spesimen pengujian diberi kode agar tidak tertukar dengan spesimen yang lainnya. Ukuran spesimen dapat dilihat seperti di tunjukan pada Gambar 3.7 di bawah ini.. 1 3 1 Gambar 3.7 Spesimen Uji Komposisi. Langkah-langkah pengujian komposisi Kimia Metalscan adalah sebagai berikut : 1. Nyalakan semua peralatan pendukung dan sambungkan dengan arus listrik (Argon, printer, dan lain-lain). 2. Tunggu beberapa saat sampai spectrometer siap dilakukan pengujian (kurang lebih 60 menit). 3. Setelah ada keterangan spektro Ready (Temperatur OK) pilih program yang akan diuji sesuai barang yang akan diuji. 4. Lakukan standarisasi alat uji. 5. Setelah selesai standarisasi lakukan pengujian pada sempel uji (sempel uji sebelumnya harus dipreparasi Al dengan dibubut dan Gun Metal dengan digerinda). 6. Lakukan analisa sempel uji : Letakkan sempel pada kedudukan kerja. Tekan start pada alat dimana analisa sempel mulai dilakukan, penekanan tombol start jangan dilepas sampai bunyi spark terdengar. Lakukan penembakan minimal 3 kali pada tempat yang berbeda. Setiap selesai penembakan lakukan pembersihan pada pin penembakan. Print hasil uji yang didapatkan. 7
7. Proses analisa selesai. 3.8 Pengujian porositas produk coran Pengujian porositas dilakukan untuk mengetahui seberapa besar porositas yang terjadi pada suatu material, dari pengujian tersebut kita juga dapat mengetahui tingkat kekerasan, karena semakin besar porositas maka material tersebut smakin lunak. Langkah-langkah untuk pengujian porositas adalah sebagai berikut : 1. Mempersiapkan material. 2. Mempersiapkan timbangan digital yang nilai ketelitiannya sampai dua digit di belakang koma. 3. Mengkalibrasi alat timbang. 4. Menimbang material lansung di atas timbangan. 5. Menimbang material di dalam air. 6. Menghitung selisih antara berat material di ruangan dengan material yang di timbang di atas air. 7. Melakukan perhitungan untuk mengetahui berapa prosentase porositas yang terjadi pada material tersebut. 8