PENGARUH PRESTRAIN BERTINGKAT TERHADAP KEKERASAN DAN KEKUATAN TARIK BAJA KARBON SEDANG

dokumen-dokumen yang mirip
PENGARUH PROSES HARDENING PADA BAJA HQ 7 AISI 4140 DENGAN MEDIA OLI DAN AIR TERHADAP SIFAT MEKANIS DAN STRUKTUR MIKRO

Pengaruh Variasi Media Karburasi Terhadap Kekerasan Dan Kedalaman Difusi Karbon Pada Baja ST 42

BAB I PENDAHULUAN. Pisau egrek adalah alat yang digunakan untuk pemanen kelapa sawit. Pisau

BAB I PENDAHULUAN. Salah satu material yang sangat penting bagi kebutuhan manusia adalah

Pengaruh Variasi Temperatur Anneling Terhadap Kekerasan Sambungan Baja ST 37

BAB I PENDAHULUAN. pisau egrek masalah yang sering dijumpai yaitu umur yang singkat yang. mengakibatkan cepat patah dan mata pisau yang cepat habis.

BAB III TINJAUAN PUSTAKA

04 05 : DEFORMASI DAN REKRISTALISASI

Heat Treatment Pada Logam. Posted on 13 Januari 2013 by Andar Kusuma. Proses Perlakuan Panas Pada Baja

Jurnal Mekanikal, Vol. 4 No. 2: Juli 2013: ISSN

BAB III METODE PENELITIAN. Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah eksperimen,

PENGARUH PERLAKUAN PANAS BAJA AISI 1029 DENGAN METODA QUENCHING DAN MEDIA PENDINGIN TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN MAKRO STRUKTUR

dislokasi pada satu butir terjadi pada bidang yang lebih disukai (τ r max).

BAB I PENDAHULUAN. penting dalam menunjang industri di Indonesia. Pada hakekatnya. pembangunan di bidang industri ini adalah untuk mengurangi

BAB I PENDAHULUAN. Dalam bidang material baja karbon sedang AISI 4140 merupakan low alloy steel

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah

BAB III METODE PENELITIAN

PENGERASAN PERMUKAAN BAJA ST 40 DENGAN METODE CARBURIZING PLASMA LUCUTAN PIJAR

Konsep Dislokasi. Pengertian dislokasi

TUGAS AKHIR. Tugas Akhir ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

I. PENDAHULUAN. Definisi baja menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) adalah suatu benda

Kunci: camshaft, patahan, operasional, pengujian, kegagalan.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN. masing-masing benda uji, pada pengelasan las listrik dengan variasi arus 80, 90,

METODE PENINGKATAN TEGANGAN TARIK DAN KEKERASAN PADA BAJA KARBON RENDAH MELALUI BAJA FASA GANDA

ANALISA PENGARUH TEMPERATUR PADA PROSES TEMPERING TERHADAP SIFAT MEKANIS DAN STRUKTUR MIKRO BAJA AISI 4340

BAB I PENDAHULUAN. tinggi,menyebabkan pengembangan sifat dan karakteristik aluminium terus

PENGARUH PERLAKUAN TEMPERING TERHADAP KEKERASAN DAN KEKUATAN IMPAK BAJA JIS G 4051 S15C SEBAGAI BAHAN KONSTRUKSI. Purnomo *)

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010 TUGAS AKHIR TM091486

BAB IV HASIL PENELITIAN dan PEMBAHASAN

MODUL PRAKTIKUM METALURGI (LOGAM)

BAB IV SIFAT MEKANIK LOGAM

ANALISIS KEKUATAN TARIK BAJA ST37 PASCA PENGELASAN DENGAN VARIASI MEDIA PENDINGIN MENGGUNAKAN SMAW. Yassyir Maulana

Laporan Praktikum Laboratorium Teknik Material 1 Modul D Uji Lentur dan Kekakuan

Diajukan Sebagai Syarat Menempuh Tugas Akhir. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah. Surakarta. Disusun Oleh : WIDI SURYANA

Sidang Tugas Akhir (TM091486)

PENGARUH VARIASI TEMPERATUR TERHADAP KEKERASAN, STRUKTUR MIKRO, DAN KETANGGUHAN DENGAN PROSES HEAT TREATMENT PADA BAJA KARBON AISI 4140H

ARANG KAYU JATI DAN ARANG CANGKANG KELAPA DENGAN AUSTEMPERING

II. TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN. perlu dapat perhatian khusus baik dari segi kualitas maupun kuantitasnya karena

Jurnal Flywheel, Volume 1, Nomor 2, Desember 2008 ISSN :

ANALISIS PROSES TEMPERING PADA BAJA DENGAN KANDUNGAN KARBON 0,46% HASILSPRAY QUENCH

ANALISIS SIMULASI UJI IMPAK BAJA KARBON SEDANG (AISI 1045) dan BAJA KARBON TINGGI (AISI D2) HASIL PERLAKUAN PANAS. R. Bagus Suryasa Majanasastra 1)

PERLAKUAN PEMANASAN AWAL ELEKTRODA TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN FISIK PADA DAERAH HAZ HASIL PENGELASAN BAJA KARBON ST 41

BAB I PENDAHULUAN. Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS

BAB IV SIFAT MEKANIK LOGAM

I. PENDAHULUAN. Baja adalah sebuah senyawa antara besi (Fe) dan karbon (C), dimana sering

TUGAS AKHIR MANUFAKTUR

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pembebanan Batang Secara Aksial. Bahan Ajar Mekanika Bahan Mulyati, MT

Analisa Kekuatan Tarik Baja Konstruksi Bj 44 Pada Proses Pengelasan SMAW dengan Variasi Arus Pengelasan

Analisis Kegagalan pada Shaft Gearbox Mesin Palletizer di PT Holcim Tbk Tuban

KUAT TARIK BAJA 2/4/2015. Assalamualaikum Wr. Wb.

Karakterisasi Material Sprocket

PENGARUH HASIL PENGELASAN TERHADAP KEKUATAN, KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO BAJA ST 42

ANALISA KEKERASAN PADA PISAU BERBAHAN BAJA KARBON MENENGAH HASIL PROSES HARDENING DENGAN MEDIA PENDINGIN YANG BERBEDA

BAB 1. PERLAKUAN PANAS

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

BAB IV PROSES PERLAKUAN PANAS PADA ALUMINIUM

ANALISA PROSES SPRAY QUENCHING PADA PLAT BAJA KARBON SEDANG

Studi Eksperimen Pengaruh Durasi Gesek, Tekanan Gesek Dan Tekanan Tempa Pengelasan Gesek (FW) Terhadap Kekuatan Tarik dan Impact Pada Baja Aisi 1045

Kategori unsur paduan baja. Tabel periodik unsur PENGARUH UNSUR PADUAN PADA BAJA PADUAN DAN SUPER ALLOY

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. 4.1 Hasil Penyambungan Aluminium 6061 T6 dengan Metode CDFW. Gambar 4.1 Hasil Sambungan

Laporan Praktikum Struktur dan Sifat Material 2013

Pertemuan I,II,III I. Tegangan dan Regangan

BAB IV PEMBAHASAN. BAB IV Pembahasan 69

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

KAJIAN SIFAT MEKANIS BAJA KARBON AISI 1045 UNTUK BAHAN POROS POMPA DENGAN PERLAKUAN TERMOMEKANIKAL

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MEDAN AREA

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Waktu dan pelaksanaan percobaan serta analisis sebagai berikut:

Beberapa sifat mekanis lembaran baja yang mcliputi : pengerasan. regang, anisotropi dan keuletan merupakan parameter-parameter penting

PENGARUH MEDIA PENDINGIN PADA PROSES HARDENING MATERIAL BAJA S45C

BAB V DIAGRAM FASE ISTILAH-ISTILAH

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. keliatan dan kekuatan yang tinggi. Keliatan atau ductility adalah kemampuan. tarik sebelum terjadi kegagalan (Bowles,1985).

III. METODE PENELITIAN. Adapun tempat pengerjaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

PENGARUH VARIASI TEMPERATUR ANNEALING TERHADAP KEKERASAN SAMBUNGAN BAJA ST 37

PENGARUH Cu PADA PADUAN Al-Si-Cu TERHADAP PEMBENTUKAN STRUKTUR KOLUMNAR PADA PEMBEKUAN SEARAH

Gambar 4.1. Hasil pengelasan gesek.

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang. Penguatan yang berdampak terhadap peningkatan sifat mekanik dapat

ANALISA SIFAT MEKANIK PERMUKAAN BAJA ST 37 DENGAN PROSES PACK CARBURIZING, MENGGUNAKAN ARANG KELAPA SAWIT SEBAGAI MEDIA KARBON PADAT

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan di beberapa tempat sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN. Kekuatan tarik adalah sifat mekanik sebagai beban maksimum yang terusmenerus

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN. Pembuatan spesimen dilakukan dengan proses pengecoran metode die

PENGARUH WAKTU PENAHANAN PANAS (TIME HOLDING) PADA PROSES TEMPERING TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN KEKERASAN BAJA KARBON MENENGAH

PENGARUH VARIASI SUHU POST WELD HEAT TREATMENT ANNEALING

bermanfaat. sifat. berubah juga pembebanan siklis,

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

VARIASI TEMPERATUR PEMANASAN PADA PROSES PERLAKUAN PANAS TERHADAP KEKERASAN DENGAN MATERIAL SS 304L

ANALISA PENGARUH AGING 400 ºC PADA ALUMINIUM PADUAN DENGAN WAKTU TAHAN 30 DAN 90 MENIT TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS

ek SIPIL MESIN ARSITEKTUR ELEKTRO

PENGARUH MULTIPLE QUECHING TERHADAP PERUBAHAN KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA BAJA ASSAB 760

PENGARUH TEMPERING PADA BAJA St 37 YANG MENGALAMI KARBURASI DENGAN BAHAN PADAT TERHADAP SIFAT MEKANIS DAN STRUKTUR MIKRO

III. METODE PENELITIAN. Penelitian dilakukan dibeberapa tempat, sebagai berikut:

Gambar 1.1. Rear Axle Shaft pada mobil diesel disambung dengan pengelasan. (

APLIKASI TEKNIK PEMBUATAN KERIS PADA KOMPOSIT LAMINATE BAJA- NIKEL

Dimas Hardjo Subowo NRP

Transkripsi:

PENGARUH PRESTRAIN BERTINGKAT TERHADAP KEKERASAN DAN KEKUATAN TARIK BAJA KARBON SEDANG Zulhanif Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Lampung Gedung H Fakultas Teknik, Jl. Prof. Soemantri Brojonegoro No. 1 Bandar Lampung, 35145 Telp: (0721) 3555519 Fax: (0721) 704947 Abstrak Prestrain adalah suatu gejala deformasi plastis yang terjadi pada material logam, dimana material yang mengalami beban tarik dengan besar tegangan yang terjadi di atas tegangan luluh ( yield) dari material logam tersebut. Efek prestrain akan meningkatkan tegangan luluh dan tegangan tarik material. Tegangan tarik dapat meningkat karena tegangan yang dibutuhkan untuk menimbulkan deformasi plastis ditingkatkan dengan prestrain. Regangan awal yang diberikan terhadap material akan mengakibatkan gerakan dislokasi sehingga menyebabkan pengerasanregang. Pengerasan-regang banyak digunakan untuk mengeraskan logam atau paduan yang tidak bereaksi terhadap perlakuan panas. Material yang digunakan yaitu baja karbon sedang. Setelah material dibentuk, material tersebut di uji tarik sehingga didapat grafik stress strain dan load displacement. Dari grafik tersebut dapat dicari nilai prestrain 3 %, 5 %, 7%, dan 6 %, 10 %, 14 %. Spesimen dipasang pada alat uji dan dijepit sehingga spesimen tidak bergeser pada saat pemberian beban tarik. Pada pengujian prestrain sekali diukur pada prestrain 3%, 5 %, 7 % dan 6 %, 10 %, 14 %. Setelah itu dibiarkan selama 1 hari, kemudian dilakukan pengujian tarik. Dari pengujian tarik ini akan didapatkan tegangan-regangan sehingga diperoleh data-data y (MPa), ult (MPa), dan ε (%). Nilai uji tarik material ult akan dapat diketahui dengan melihat kertas grafik dari hasil pengujian spesimen. Sedangkan untuk prestrain dua kali diukur pada prestrain 3%, 5 %, 7 %. Setelah itu dibiarkan sampai setengah hari, kemudian di prestrain 3%, 5 %, 7 %. Selanjutnya dibiarkan sampai hari besoknya, kemudian dilakukan pengujian tarik. Dari pengujian tarik ini akan didapatkan tegangan-regangan sehingga diperoleh data-data y (MPa), ult (MPa), dan ε (%). Hasil pengujian yang didapatkan untuk spesimen yang diberi perlakuan prestrain, mengalami peningkatan nilai kekerasan dan kekuatan tariknya. Peningkatan nilai kekuatan tarik tertinggi terjadi pada prestrain 14 % sekali, sebesar 669,57 MPa (8,20%).sedangkan yang terendah terjadi pada prestrain 3 % sekali, sebesar 626,89 MPa(1,30%). Kata kunci : Prestrain, Dislokasi, Pengerasan Regangan, Deformasi Plastis,. PENDAHULUAN Baja karbon adalah baja yang mengandung unsur besi, karbon dan juga unsur lainnya (mangan, silikon, belerang, dan lain-lain), dalam batas-batas tertentu yang tidak banyak berpengaruh terhadap sifatnya. Baja karbon sedang mengandung kadar karbon sampai 0,3-0,6 %, lebih kuat dan keras dibandingkan dengan baja karbon rendah. Penggunaannya hampir sama dengan baja karbon rendah. Baja ini digunakan terutama untuk yang memerlukan kekuatan dan ketangguhan yang lebih tinggi. Banyak juga digunakan sebagai baja konstruksi mesin, untuk poros, roda gigi, rantai dan lain-lain. Untuk meningkatkan sifat mekanik baja ini dapat dilakukan dengan beberapa cara, diantaranya yaitu, dengan pelapisan, heat treatment, prestrain dan lain lain. Prestrain dapat meningkatkan sifat mekanik material, karena prestrain dapat menimbulkan tegangan sisa dan dislokasi. Adanya tegangan sisa dan dislokasi dapat meningkatkan kekerasan dan kekuatan tarik pada logam tersebut. Prestrain dapat memberikan 32

keuntungan dan kerugian, apabila presrain yang terjadi melebihi batas akan mengakibatkan sifat mekaniknya menjadi tidak baik. Penelitian prestrain pada aluminium terjadi peningkatan kekuatan tarik sampai prestrain 20 %, setelah itu mengalami penurunan nilai kekuatan tariknya. Sedangkan untuk nilai kekerasannya sama seperti nilai kekuatan tariknya mengalami peningkatan sampai prestrain 20 %, setelah itu mengalami penurunan nilai kekerasannya (Vieter.2006). Penelitian ini dilakukan atas dasar penelitian sebelumnya pada baja karbon rendah, di mana setelah mengalami prestrain, baja karbon rendah mengalami peningkatan sifat mekaniknya yaitu pada prestrain 10 % untuk kekuatan tarik dan pada prestrain 10 % untuk kekerasan (Angraini, Wage. 2005). Pada penelitian ini menggunakan material baja karbon sedang, yang mana akan diberikan perlakuan prestrain dua kali dan juga diberikan perlakuan prestrain sekali. Setelah itu diuji sifat mekaniknya sehingga didapat nilai kekuatan tarik dan kekerasan baja karbon sedang tersebut. LANDASAN TEORI Baja karban sedang mengandung kadar karbon sampai 0,3-0,6 %, lebih kuat dan keras dibandingkan dengan baja karbon rendah. Penggunaannya hampir sama dengan baja karbon rendah. Baja ini digunakan terutama untuk yang memerlukan kekuatan dan ketangguhan yang lebih tinggi. Banyak juga digunakan sebagai baja konstruksi mesin, untuk poros, roda gigi, rantai dan lain-lain. Tegangan dan Regangan Bentuk dan besaran pada kurva teganganregangan suatu logam tergantung pada komposisi, perlakuan panas, deformasi plastik yang pernah dialami, laju regangan, suhu dan keadaan tegangan yang menentukan selama pengujian. (james M, 1987). Parameter-parameter yang digunakan untuk menggambarkan kurva tegangan regangan logam adalah kekuatan tarik, kekuatan luluh atau titik luluh, persen perpanjangan dan pengurangan luas. Tegangan dan Regangan Normal Tegangan dan regangan adalah konsep paling dasar dalam meninjau sebuah batang prismatis yang mengalami gaya aksial. (James M, 1987) Batang prismatis adalah sebuah elemen struktural lurus yang mcmpunyai penampang konstan di seluruh panjangnya, dan gaya aksial adalah beban yang mempunyai arah sama dengan sumbu elemen, sehingga mengakibatkan terjadinya tarik atau tekan pada batang. Tegangan internal dibatang akan terlihat apabila membuat sebuah potongan imajiner melalui batang bagian mn (Gambar1) Karena potongan ini diambil tegak lurus sumbu longitudinal batang, maka disebut potongan melintang (penampang). Dengan mengasumsikan bahwa tegangan terbagi rata pada batang mn (Gambar 1), dapat dilihat resultannya harus sama dengan intensitas a dikalikan dengan luas penampang A dari batang tersebut. (James M. 1987) Dengan demikian, tegangan dapat dirumuskan sebagai berikut: F A (1) m Gambar 1. Batang prismatis yang mengalami gaya tarik Apabila batang ditarik dengan gaya P, maka tegangannya adalah tegangan tarik, apabila gayanya mempunyai arah sebaliknya, sehingga menyebabkan batang tersebut mengalami tekan, maka terjadi tegangan tekan. Karena tegangan ini mempunyai arah tegak lurus permukaan potongan, maka tegangan ini disebut tegangan normal. Regangan adalah perpanjangan per satuan panjang. Regangan disebut regangan normal n

karena regangan ini berkaitan dengan tegangan normal. Tegangan Teknik - Regangan Teknik Diagram yang mengambarkan hubungan tegangan teknik terhadap regangan teknik (Gambar 2) akan sebangun dengan diagram gaya tarik terhadap perubahan panjang. Kesebangunan ini disebabkan oleh karena tegangan teknik didapat dari gaya tarik dibagi dengan luas penampang mula-mula, dan regangan teknik diperoleh dari perubahan panjang dibagi dengan panjang uji mula-mula (Siswosuwarno. 1985) Kedua pembagi atau penyebut adalah konstan untuk spesimen. Gambar 2. Diagram tegangan teknik dan regangan teknik Mekanisme Penguatan Kekuatan berbanding terbalik dengan mobilitas dislokasi dan bahwa dalam kristal tunggal dengan kemurnian tinggi terdapat sejumlah faktor yang mungkin, dapat rnernpengaruhi kekuatan dan perilaku mekanis. (Dieter. 1986). Jadi, struktur kristal menentukan. jumlah dan jenis sistem luncur, mengatur tingkat kekuatan dasar dan ketergantungan kckuatan dari temperatur. Dalam struktur padat, energi salah susun menentukan luasnya disosiasi dislokasi, yang mempengaruhi mudahnya luncur silang dan besarnya laju penguatan-regang selanjutnya. Kemurnian dan metode persiapan menentukan kerapatan dan dislokasi awal dan substruktural. Variabel yang terbatas ini mengetengahkan bahwa perilaku mekanis pada umumnya tidah dapat dikaitkan sebagai fungsi regangan, laju regangan, temperatur, dan laju tegangan dengan presisi tinggi (Dieter, 1986). Tetapi, diperlukan kepelikan yang semakin besar untuk menghasilkan bahan dengan kekuatan tinggi. Jadi butir halus sering dikehendaki untuk kekuatan tinggi, penambahan atom larut dalam,jumlah besar untuk meningkatkan kckuatan dan menimbulkan hubungan fase baru, partikel halus dapat ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan dan transformasi fase dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kekuatan. (Dieter, 1986) Penguatan- Regang Penguatan-regang (strain aging) ialah jenis perilaku, yang bisanya bcrkaitan dengan gejala titik luluh, dimana kekuatan logam meningkat dan keuletannya berkurang kalau dipanaskan pada temperatur relatif rendah sesudah pengerjaandingin. (Dieter. 1986). Kejadian penguatan-regang merupakan gejala umum dalam logam. Disamping kembalinya titik luluh dan meningkatnya tegangan-luluh setelah penguatan, penguatan-regang. juga menghasilkan berkurangnya keuletan dan harga kepekaan terhadap laju regang yang rendah (Suratman. 1994). Penguatan-regang juga ada kaitannya dengan adanya pembentukan gigi-gigi dalam garis lengkung tegangan-regangan (Smallman. 1991). Atom yang larut dapat berdifusi ke dalam bcnda uji dengan kecepatan melebihi kecepatan dislokasi schingga terperangkap atau terkunci. Oleh karena itu, beban harus ditingkatkan sehingga pada saat dislokasi terlepas dari atom yang larut terjadi penurunan beban. Prestrain Prestrain adalah suatu gejala deformasi plastis yang terjadi pada material logam, dimana material yang mengalami beban tarik dengan besar tegangan yang terjadi di atas tegangan luluh ( yield) dari material logam tersebut (Heryanto, 2005). Efek prestrain akan meningkatkan tegangan luluh dan tegangan tarik material. (Sakata, 2003). Tegangan tarik dapat meningkat karena tegangan yang dibutuhkan untuk menimbulkan deformasi plastis ditingkatkan dengan prestrain. (Sakata, 2003). Regangan awal yang diberikan terhadap material akan mcngakibatkan gerakan dislokasi sehingga menyebabkan pengerasan-regang (Smallman. 34

1994). Pada proses prestrain suatu material akan menunjukkan peningkatan nilai sifat-sifat mekaniknya seperti meningkatnya kekuatan tarik dan kekerasannya, hal ini disebabkan regangan awal yang diberikan terhadap material akan mengakibatkan gerakan dislokasi sehingga menyebabkan pengerasan (strain hardening) (Suratman. 1994). Pengerasan regang banyak digunakan untuk mengeraskan logam atau paduan yang tidak bereaksi terhadap perlakuan panas. Untuk paduan yang diperkuat dengan penambahan larutan padat, laju pengerasan regang dapat meningkat atau berkurang dibandingkan dengan logam murni. Tetapi, kekuatan akhir paduan larutan padat pengerjaan dingin hampir selalu besar daripada kekuatan akhir logam murni yang mengalami pengerjaan dingin sampai tingkat yang sama (Dieter. 1986). Gejala prestrain yang terjadi pada bidang keteknikan adalah pada konstruksi bangunan atau jembatan yang mengalami deformasi plastis karena pengaruh gempa bumi dengan skala kecil (Heryanto. 2005). METODOLOGI PENELITIAN Alat dan Bahan Pengujian Alat-alat yang digunakan selama penelitian adalah sebagai berikut: 1. Mesin Gergaji Mesin gergaji digunakan untuk memotong material menjadi bentuk dan ukuran yang diperlukan. 2. Alat Uji Tarik Digunakan untuk mengetahui kekuatan tarik pada material sebelum dan sesudah diprestrain. 3. Alat Uji Kekerasan Digunakan untuk mengetahui kekerasan pada material sebelum dan sesudah diprestrain. 4. Mikroskop Optik Mikroskop optik digunakan untuk melihat struktur mikro dan makro material sebelum dan sesudah di prestrain. Bahan yang Digunakan Material yang digunakan adalah baja karbon sedang, berbentuk plat dengan ketebalan 10 mm dengan panjang dan lebar dimensi awal adalah 200 mm x 10 mm. Gambar spesimen awal dapat dilihat pada gambar 3. Gambar 3. Dimensi spesimen awal Uji Tarik(Standar JIS Z 2201 No. 2) Persiapan Spesimen Material yang digunakan yaitu baja karbon sedang, dengan kadar karbon dari 0,3 % - 0,6 %. Material yang akan diuji dipotong dengan mengunakan mesin gergaji, dengan ukuran 200 x 10 mm dengan ketebalan 10 mm. Setelah material dibentuk, material tersebut di uji tarik sehingga didapat grafik stress strain dan load displacement. Dari grafik tersebut dapat dicari nilai prestrain 3 %, 5 %, 7%, dan 6 %, 10 %, 14 %. Spesimen dipasang pada alat uji dan dijepit sehingga spesimen tidak bergeser pada saat pemberian beban tarik. Pada pengujian prestrain sekali diukur pada prestrain 3%, 5 %, 7 % dan 6 %, 10 %, 14 %. Setelah itu dibiarkan selama 1 hari, kemudian dilakukan pengujian tarik. Dari pengujian tarik ini akan didapatkan tegangan-regangan sehingga diperoleh data-data y (MPa), ult (MPa), dan ε (%). Nilai uji tarik material ult akan dapat diketahui dengan melihat kertas grafik dari hasil pengujian spesimen. Sedangkan untuk prestrain dua kali diukur pada prestrain 3%, 5 %, 7 %. Setelah itu dibiarkan sampai setengah hari, kemudian di prestrain 3%, 5 %, 7 %. Selanjutnya dibiarkan sampai hari besoknya, kemudian dilakukan pengujian tarik. Dari pengujian tarik ini akan didapatkan tegangan-regangan sehingga diperoleh data-data y (MPa), ult (MPa), dan ε (%). Nilai uji tarik material ult akan dapat diketahui dengan melihat kertas grafik dari hasil pengujian spesimen.

HASIL DAN PEMBAHASAN Tabel 1. Komposisi kimia baja karbon sedang Chemical composition standards (average, %) Bohler grade K945 EMS 45 C 0.48 Si 0,30 Mn 0,70 DIN : C45W AISI : 1045 JIS : S45C Gambar Spesimen Baja Karbon Sedang setelah di Uji Tarik Pengambilan data dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Politeknik Sriwijaya, setelah pengambilan data dilakukan maka didapat data dan bentuk perubahan spesimen setelah diuji tarik. (d) Spesimen prestrain dua kali 5 % Setelah di uji tarik (e) Spesimen prestrain sekali 14 % Setelah di uji tarik Dari gambar spesimen setelah diuji tarik, maka terlihat bahwa patahan yang terjadi masih disekitar daerah batas uji. Akan tetapi patahan yang terjadi pada spesimen yang diberi perlakuan prestrain tidak ditengah seperti spesimen awal yang tidak diberi perlakuan prestrain patahannya terjadi didaerah bagian tengah. Hasil Pengujian dan Pembahasan Dari hasil pengujian tarik yang telah dilakukan didapat hasilnya sebagai berikut: (a) (b) (c) (d) (e) Gambar 4. Spesimen uji (a) Awal Setelah di uji tarik (b) Spesimen prestrain sekali 3 % Setelah di uji tarik (c) Spesimen prestrain sekali 7 % Setelah di uji tarik Gambar 5. Grafik perbandingan prestrain 3 %, 5 %, 7% sekali dengan prestrain 3 %, 5 %, 7 dua kali. Grafik perbandingan prestrain 3 %, 5 %, 7% sekali dengan prestrain 3 %, 5 %, 7 % dua kali pada gambar 5 menunjukkan bahwa prestrain yang dilakukan dua kali mengalami peningkatan nilai kekuatan tariknya. Akan tetapi untuk prestrain dua kali nilai kekuatan tariknya menurun pada prestrain 7 %. Hal ini berarti prestrain yang dilakukan dua kali mempunyai kekuatan tarik yang lebih besar dari prestrain yang dilakukan hanya sekali, Hal ini sesuai dengan proses penuan- regangan pada baja karbon rendah, yang mana spesimen diberi beban tertentu kemudian diuji ulang, maka kekuatan tariknya meningkat. Akan tetapi pada prestrain 7 % terjadi dislokasi yang besar, dimana hal tersebut menyebabkan kerapatan atom tidak optimal. Dari grafik 6 memperlihatkan bahwa prestrain 6 %, 10 %, 14% sekali nilainya lebih tinggi dibandingkan dengan prestrain 3 %, 5 %, 7 dua kali. Hal ini disebabkan adanya deformasi 36

plastis yang berlebihan yang terjadi pada spesimen prestrain 3 %, 5 %, 7 dua kali. Dan nilai pada 7 % mengalami penurunan nilai kekuatan tariknya. Gambar 6. Grafik perbandingan prestrain 6 %, 10%, 14% sekali dengan prestrain 3 %, 5 %, 7 dua kali Data Hasil Pengujian Kekerasan Gambar 7. Grafik perbandingan Nilai Kekerasan (HRB) prestrain 3, 5, 7 sekali (%) dengan prestrain 3, 5, 7dua kali (%). Pada gambar 7 menunjukkan grafik perbandingan nilai kekerasan prestrain 3%, 5%, 7% sekali dengan prestrain 3%, 5%, 7% dua kali. Nilai kekerasan pada prestrain 3%, 5%, 7% dua kali lebih besar dari nilai prestrain 3%, 5%, 7% sekali.akan tetapi pada prestrain 3% justru nilai kekerasan untuk prestrain sekali lebih besar nilainya dari prestrain dua kali. Gambar 8. Grafik perbandingan Nilai Kekerasan (HRB) prestrain 6%, 10%, 14% sekali dengan prestrain 3%, 5%, 7%dua kali. Dari gambar 8 memperlihatkan bahwa nilai kekerasan untuk prestrain 6%, 10%, 14% sekali masih lebih besar dibandingkan dengan prestrain 3%, 5%, 7% dua kali. Akan tetapi pada prestrain 3% dua kali nilai kekerasannya lebih tinggi dibandingakn dengan prestrain 6% sekali. Dengan asumsi pendekatan nilai displacement, yang mana nilai displacement prestrain 6%, 10%, 14% sekali adalah dua kali nilai displacement prestrain 3%, 5%, 7% dua kali. Data Hasil Pengujian Struktur Mikro Foto struktur mikro diambil dari hasil patahan uji tarik yang dilakukan. Foto mikro diambil dengan perbesaran 200x. Dimana foto yang diambil yaitu spesimen awal, kekuatan tarik masimum dan kekuatan tarik minimum unutk perlakuan prestrain 3 %, 5 %, 7 % dua kali dan prestrain 6 %, 10 %, 14 %. Dari gambar struktur mikro gambar 9, memperlihatkan bahwa terjadinya perubahan bentuk struktur mikro dari spesimen yang diperoleh berdasarkan gambar struktur mikronya. Spesimen yang diambil strukturmikronya yaitu spesimen awal, spesimen prestrain 3 % dua kali (nilai minimum kekuatan tarik), spesimen prestrain 5 % dua kali (nilai maksimum kekuatan tarik), spesimen prestrain 6 % sekali (nilai minimum kekuatan tarik), spesimen prestrain 14 % sekali (nilai maksimum kekuatan tarik), dimana gambar tersebut menunjukkan nilai minimum kekuatan tarik dan maksimum kekuatan tarik dari setiap perlakuan yaitu prestrain 3%, 5%, 7% dua kali dan 6%, 10%, 14% sekali. Gambar struktur mikro pada prestrain 5% dua kali menunjukan bahwa batas butir yang yang diperoleh lebih kecil dari prestrain 3 %. Demikian halnya juga untuk prestrain 14 % yang memiliki batas butir lebih kecil dari prestrain 6 %, dan juga dislokasi yang terjadi masih dalam batas normal. Hal ini menunjukan bahwa terjadi perubahan bentuk strukturmikro sehingga diperoleh nilai kekuatan yang maksimalyaitu ditinjau dari ukuran butiran yang lebih kecil dibandingkan dengan ukuran butiran untuk nilai kekuatannya

rendah. (a) (b) (c) (d) (e) Gambar 9. Struktur Mikro dengan Etsa 3 Nital, Pembesaran200 X. (a) Gambar mikrostruktur spesimen awal (d) Gambar mikrostruktur prestrain 6 % sekali (b) Gambar mikrostruktur prestrain 3 % dua kali (e) Gambar mikrostruktur prestrain 14% sekali (c) Gambar mikrostruktur prestrain 5 % dua kali SIMPULAN Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan untuk melihat pengaruh prestrain bertingkat terhadap kekuatan tarik dan kekerasan baja karbon sedang, maka dapat diambil beberapa kesimpulan, yaitu: 1. Proses prestrain dapat meningkatkan nilai kekuatan tarik dan nilai kekerasan baja karbon sedang. 2. Kekuatan tarik minimum untuk semua pengujian terjadi pada spesimen awal sebesar 618,84 MPa. Pada prestrain 3 % sekali terjadi peningkatan kekuatan tarik sebesar 626,89 MPa, sedangkan pada prestrain 5 % sekali terjadi peningkatan kekuatan tarik sebesar 629,34 MPa, dan pada prestrain 7 % sekali masih terjadi peningkatan kekuatan tarik sebesar 629,34 MPa.Kekuatan tarik minimum yang didapat terjadi pad prestrain 3 % dan kekuatan tarik maksimum terjadi pada prestrain 7 %. Hal ini berarti untuk prestrain sekali dari 3 % sampai 7 % masih mengalami peningkatan kekuatan tarik. Dislokasi yang terjadi masih dalam batas normal. 3. Kekuatan tarik untuk prestrain 3 % dua kali sebesar 636,31 MPa, sedangkan pada prestrain 5 % dua kali kekuatan tariknya sebesar 662,7 MPa, dan pada prestrain 7 % dua kali kekuatan tariknya sebesar 653,28 MPa. Ini menunjukkan bahwa prestrain dua kali dapat meningkatkan nilai kekuatan tarik, akan tetapi pada prestrain 7 % dua mengalami penurunan kekuatan tarik. 4. Kekuatan tarik untuk prestrain 6 % sekali sebesar 638,47 MPa, sedangkan pada prestrain 10 sekali % kekuatan tariknya sebesar 665,35 MPa, dan pada prestrain 14 % sekali kekuatan tariknya sebesar 653,28 MPa. Pada perlakuan prestrain ini nilai kekuatan tariknya meningkat sampai batas prestrain 14 %. Hal ini berarti dislokasi yang besar belum terjadi sampai prestrain 14 %. 5. Kekerasan minimum untuk semua pengujian terjadi pada spesimen awal sebesar 89,54 HRB. Pada prestrain 3%, 5%, 7% sekali mengalami peningkatan nilai kekerasannya. Begitu juga pada prestrain 3%, 5%, 7% dua kali nilai kekerasannya meningkat. Selanjutnya untuk prestrain 6%, 10%, 14% sekali mengalami peningkatan juga nilai 38

kekerasannya. 6. Nilai kekuatan tarik dan nilai kekerasan yang diberi perlakuan prestrain mengalami peningkatan karena adanya deformasi plastik yang terjadi. Sehingga terjadi pengerasan regangan. DAFTAR PUSTAKA [1] Amanto, Hari, Drs.1999. Ilmu Bahan. PT Bumi Aksara Jakarta. [2] Angraini, Wage, ST. 2006.Pengaruh Prestrain terhadap Sifat Mekanik Baja Karbon Rendah.Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung. [3] Badaruddin, M. 2003. Modul Penuntun Praktikum pengujian Mekanik dan Metalurgi Fisik Bahan-bahan teknik. Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung. Bandar Lampung. [4] Dieter, George E.1986.Metalurgi Mekanik. edisi ke-3, alih bahasa Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta.. [5] James M.Gere. 1994.Mekanika Bahan. Erlangga. Jakarta.. [6] Karen M.B Taminger. 2000.Creep Strain and Strain Rate Response of 2219 Al Alloy at High Stress Levels. NASA Langley Research Center. USA.. [7] Salmon, Charles G. 1990. Struktur Baja Desain dan Perilaku. Erlangga. Jakarta.. [8] Sakata, Key. 2003. Higly Formable Sheet Steels for Automobile Through Advanced Microstuructur Control Teknology. Kawasaki Steel Technical Report No. 48.. [9] Siswosuwarno, Mardjono, Dr, Ir. 1985. Teknik Pembentukan Logam. Jurusan Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung. [10] Smallman, R.E. 1991. Metalurgi Fisik Modern. PT. Gramedia Pustaka Utama Jakarta. [11] Suratman, Roctum. 1994. Paduan Proses Perlakuan Panas. Lembaga Penelitian Institut Teknologi Bandung. [12] Suherman, Wahid, Ir, 1994. Ilmu Logam I. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya.