PENGARUH VARIASI TEMPERATUR TEMPERING DAN WAKTU TAHAN TEMPERING PADA PROSES PERLAKUAN PANAS TERHADAP NILAI IMPAK BAJA EMS-45

PENGARUH VARIASI TEMPERATUR TEMPERING DAN WAKTU TAHAN TEMPERING PADA PROSES PERLAKUAN PANAS TERHADAP NILAI IMPAK BAJA EMS-45 Oleh SIDIQ PRAMONO K2500040 SKRIPSI Oleh: ANDRIANTO K 2501023 FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2007 i

PENGARUH VARIASI TEMPERATUR TEMPERING DAN WAKTU TAHAN TEMPERING PADA PROSES PERLAKUAN PANAS TERHADAP NILAI IMPAK BAJA EMS-45 SKRIPSI Oleh : ANDRIANTO K2501023 Skripsi Ditulis dan Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Mendapatkan Gelar Sarjana Pendidikan Program Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik Kejuruan FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2007 ii

PERSETUJUAN Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Program Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Teknik dan Kejuruan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. Persetujuan Pembimbing Pembimbing I Pembimbing II Drs. Suhardi, M.T. NIP. 130 516 329 Drs. Yadiono, M.T. NIP.130 786 665 iii

SURAT PERNYATAAN Dengan ini penulis menyatakan bahwa dalam penulisan skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan menurut sepengetahuan penulis juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis mengacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka. Surakarta, Januari 2007 Penulis ANDRIANTO NIM : K 2501023 iv

PENGESAHAN Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Program Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Teknik dan Kejuruan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi persyaratan mendapat gelar Sarjana Pendidikan. Pada hari Tanggal :.. :.. Tim Penguji Skripsi Nama Terang Tanda Tangan Ketua : Drs. Karno MW, ST (..) Sekretaris : Drs. H. Wardoyo. (...) Anggota I : Drs. Suhardi, M.T. (...) Anggota II : Drs. Yadiono, MT. (...) Disahkan oleh : Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta Dekan DR. H. Trisno Martono, MM. NIP. 130 529 720 v

ABSTRAK Andrianto, PENGARUH VARIASI TEMPERATUR TEMPERING DAN WAKTU TAHAN TEMPERING PADA PROSES PERLAKUAN PANAS TERHADAP NILAI IMPAK BAJA EMS-45. Skripsi, Surakarta: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta, Januari 2007. Tujuan penelitian ini adalah untuk menyelidiki: (1) Ada tidaknya perbedaan pengaruh temperatur tempering terhadap nilai impak hasil proses perlakuan panas baja EMS-45, (2) Ada tidaknya perbedaan pengaruh waktu tahan tempering terhadap nilai impak hasil proses perlakuan panas baja EMS-45, (3) Ada tidaknya perbedaan pengaruh interaksi bersama antara temperatur tempering dan waktu tahan tempering terhadap nilai impak hasil proses perlakuan panas baja EMS-45, (4) Manakah interaksi bersama antara temperatur tempering dan waktu tahan tempering yang menghasilkan nilai impak yang optimal hasil perlakuan panas baja EMS-45, (5) Bagaimanakah bentuk struktur penampang patahan benda uji. Penelitian ini digunakan metode eksperimen. Populasi penelitian ini adalah baja EMS-45. Sampel diambil dengan teknik purposive sampling yaitu baja EMS-45. Sampel dalam penelitian ini adalah baja EMS-45 dengan kandungan karbon 0,48 %, Silisium 0,3 %, Mangaan 0,7 % yang akan di temper dengan berbagai variasi perlakuan yang menggunakan temperatur 200 0 C, 300 0 C, dan 400 0 C yang masing-masing dipanaskan pada temperatur tersebut kemudian ditahan dalam waktu 30 menit, 60 menit, 90 menit. Sampel dibuat dengan ukuran panjang 60mm, lebar 10mm, tinggi 10mm sebanyak 9 perlakuan dan setiap perlakuan dilakukan 3 kali replikasi, jadi data adalah 27 buah. Teknik pengumpulan data adalah dengan melakukan pengujian nilai impak dan alat uji yang digunakan adalah mesin uji Impact charpy. Teknik analisis data pada penelitian ini digunakan analisis variasi dua jalan yang sebelumnya dilakukan uji persyaratan yaitu uji normalias dan uji homogenitas, setelah itu data dilakukan uji komparasi ganda atau uji pasca anava, serta dilakukan analisis bentuk struktur penampang patahan benda uji. Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa: (1) Ada perbedaan pengaruh antara temperatur tempering hasil proses perlakuan panas terhadap nilai impak baja EMS-45 (F observasi = 26921,696 > F tabel = 6,01 pada taraf signifikasi 1 %). (2) Ada perbedaan pengaruh antara waktu tahan tempering terhadap nilai impak proses perlakuan panas baja EMS-45 (F observasi = 2332,9622 > F tabel = 6,01 pada taraf signifikasi 1 %). (3) Ada perbedaan pengaruh interaksi bersama antara variasi temperatur tempering dan waktu tahan tempering terhadap nilai impak proses perlakuan panas baja EMS-45 (F observasi = 160,17371 > F tabel = 4,58 pada taraf signifikasi 1 %). (4) Didapat nilai impak yang optimal dari baja EMS-45 dengan nilai impak 0,3085 joule/mm 2 pada temperatur tempering 400 0 C dan waktu tahan tempering 90 menit. (5) Bentuk struktur penampang patahan benda uji setelah dilakukan perlakuan tempering mulai terlihat buram dan pada patahan vi

terlihat struktur yang lebih berserat, seiring dengan bertambahnya temperatur tempering dan waktu tahan tempering, maka struktur patahan uji akan semakin berserat. Sehingga dari penelitian ini menunjukkan bahwa nilai impak baja EMS- 45 dipengaruhi oleh temperatur tempering dan waktu tahan tempering, dan untuk menghasilkan nilai impak yang optimal dari proses perlakuan panas baja EMS-45 dipilih temperatur tempering 400 0 C dan waktu tahan tempering 90 menit vii

MOTTO Dan bahwasanya seorang manusia tidak memperoleh sesuatu selain apa yang telah diusahakan (Qs. An Najm 39) Niscaya Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman diantaramu dan orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat... (Al Mujaadilah: 11) Barang siapa meniti suatu jalan untuk mencari ilmu, maka Allah memudahkan jalan baginya ke surga. (HR. Muslim) viii

PERSEMBAHAN Skripsi ini kupersembahkan kepada : - Ayahandaku tercinta - Ibunda (almh) tercinta - Kakak dan Adikku tercinta. - Saudara-saudaraku terkasih - Teman-teman dan sahabat-sahabatku - Almamaterku ix

KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur kepada Allah SWT. yang telah melimpahkan rahmat dan kasih sayang-nya bagi seluruh umat dan alam semesta. Sholawat dan salam kepada Rasulullah saw yang telah menuntun umatnya ke jalan yang diridhoi Allah. Penulisan Skripsi ini merupakan salah satu kewajiban bagi mahasiswa untuk melengkapi syarat menyelesaikan program pendidikan Strata Satu (S1) Program Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Menyadari bahwa banyak berbagai pihak yang telah ikut membantu penulisan Skripsi ini, maka dalam kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada yang terhormat: 1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Ketua Program Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. 4. Bapak Drs. Suhardi, M.T. selaku Pembimbing I yang telah membantu dan membimbing dalam penulisan Skripsi ini. 5. Bapak Drs. Yadiono, M.T. selaku pembimbing II yang telah membantu dan membimbing dalam penulisan Skripsi ini. 6. Semua teman teman baik yang di rumah, kos, kampus, dan dimana saja yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas segala bantuan dan dorongan semangatnya sehingga penulisan Skripsi ini dapat terselesaikan. x

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan Skripsi ini. Untuk itu kritik dan saran dari pembaca sangat penulis harapkan demi kebaikan Skripsi ini. Terakhir, semoga Skripsi ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis sendiri dan para pembaca pada umumnya. Surakarta, Januari 2007 Penulis xi

DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGAJUAN... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii HALAMAN PERNYATAAN... iv HALAMAN PENGESAHAN... v HALAMAN ABSTRAK... vi HALAMAN MOTTO... viii HALAMAN PERSEMBAHAN... ix KATA PENGANTAR... x DAFTAR ISI... xii DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR DAFTAR GAMBAR... xv DAFTAR LAMPIRAN... xvi BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah... 1 B. Identifikasi Masalah... 5 C. Pembatasan Masalah... 5 D. Perumusan Masalah... 6 E. Tujuan Penelitian... 6 F. Manfaat Penelitian... 7 BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka... 8 1. Nilai Impak... 8 2. Perlakuan Panas... 12 3. Klasifikasi Baja Karbon... 27 4. Karakteristik Baja EMS-45... 28 B. Kerangka Pemikiran... 29 C. Hipotesis... 31 xii

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian... 33 1. Tempat Penelitian... 33 2. Waktu Penelitian... 33 B. Metode Penelitian... 33 C. Populasi dan Sampel... 34 1. Populasi Penelitian... 34 2. Sampel Penelitian... 34 D. Teknik Pengumpulan Data... 34 1. Identifikasi Variabel... 34 2. Pelaksanaan Eksperimen... 36 3. Desain Eksperimen... 40 E. Teknik Analisis Data... 42 1. Uji Prasyarat Analisis Data... 42 2. Analisis Data... 44 BAB IV. HASIL PENELITIAN A. Deskripsi Data... 49 B. Uji Persyaratan Analisis... 54 1. Uji Normalitas... 54 2. Uji Homogenitas... 55 C. Pengujian Hipotesis... 55 1. Pengujian Hipotesis Dengan Anava Dua Jalan... 55 2. Hasil Komparasi Ganda Pasca Anava Dua Jalan... 57 3. Pengujian Hipotedis Keempat dengan Menganalidsa Grafik Nilai Impak Hasil Perlakuan Panas Baja EMS- 45.... 59 4. Analisa Patahan Hasil Uji Impar Baja EMS-45... 60 D. Pembahasan Hasil Analisis Data... 66 BAB V. SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN A. Simpulan Penelitian... 68 xiii

B. Implikasi... 70 1. Implikasi Teoritis... 70 2. Implikasi Praktis... 70 C. Saran... 71 DAFTAR PUSTAKA... 69 LAMPIRAN... 72 xiv

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 01. Desain Faktorial Eksperimen Pengukuran Nilai Impak Baja... 41 Tabel 02. Harga-Harga Yang Perlu Untuk Uji Bartlett... 43 Tabel 03. Rangkuman Anava Dua Jalan... 46 Tabel 04. Data Hasil Pengukuuran Nilai Impak Baja EMS-45... 49 Tabel 05. Hasil Perhitungan Nilai Impak Baja EMS-45... 51 Tabel 06. Hasil Perhitungan Nilai Impak Pada Proses Perlakuan Panas Baja EMS-45... 52 Tabel 07. Rerata Hasil Pengukuran Nilai Impar Hasil Proses Perlakuan Panas Baja EMS-45... 52 Tabel 08. Hasil Uji Normalitas dengan Metode Liliefors... 54 Tabel 09. Hasil Uji Homogenitas dengan Metode Bartlet... 55 Tabel 10. Ringkasan Hasil Uji F Untuk Anava Dua Jalan... 56 Tabel 11. Hasil Komparasi Rataan Antar Baris... 57 Tabel 12. Hasil Komparasi Rataan Antar Kolom... 58 Tabel 13. Hasil Komparasi Rataan Antar Sel Pada Kolom yang Sama... 58 Tabel 14. Hasil Komparasi Rataan Antar Sel Pada Baris yang Sama... 59 xv

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 01. Batang Uji Dengan Takikan Berbentuk V dan Berbentuk U. 9 Gambar 02. Pesawat Uji Pukul Takik... 9 Gambar 03. Posisi Batang Uji Terhadap Godam... 10 Gambar 04. Gerak Ayunan Godam... 10 Gambar 05. Tiga Bentuk Utama Sel Satuan Dari Sistem Cristal Logam.. 15 Gambar 06. Perubahan Struktur Mikro Pada Proses Pengerasan Dan Penemperan... 17 Gambar 07. Diagram Transformasi Isothermal... 18 Gambar 08. Diagram Keadaan Besi-Zat Arang Dengan Kandungan C Hingga 2,06%... 20 Gambar 09. Siklus Pemanasan Dengan Pre-Heating... 21 Gambar 10. Hubungan Antara Temperatur Tempering Dengan Sifat- Sifat Baja... 25 Gambar 11. Bentuk Kurva Tempering... 26 Gambar 12. Bagan Alir Proses Eksperimen... 38 Gambar 13. Histogram Pengaruh Temperatur Tempering dan Waktu Tahan Terhadap Nilai Impak Hasil Perlakuan Panas Baja EMS-45... 53 Gambar 14. Grafik Pengaruh Temperatur Tempering dan Waktu Tahan Terhadap Nilai Impak Hasil Perlakuan Panas Baja EMS-45. 59 Gambar 15. Penampang Patahan Uji Impak Pada Baja EMS-45 Tanpa Perlakuan Panas... 60 Gambar 16. Penampang Patahan Uji Impak Pada Waktu Tahan 30 menit dan temperatur tempering 200 0 C... 60 Gambar 17. Penampang Patahan Uji Impak Pada Waktu Tahan 60 menit dan temperatur tempering 200 0 C... 61 Gambar 18. Penampang Patahan Uji Impak Pada Waktu Tahan 90 menit dan temperatur tempering 200 0 C... 61 xvi

Gambar 19. Penampang Patahan Uji Impak Pada Waktu Tahan 30 menit dan temperatur tempering 300 0 C... 62 Gambar 20. Penampang Patahan Uji Impak Pada Waktu Tahan 60 menit dan temperatur tempering 300 0 C... 62 Gambar 21. Penampang Patahan Uji Impak Pada Waktu Tahan 90 menit dan temperatur tempering 300 0 C... 63 Gambar 22. Penampang Patahan Uji Impak Pada Waktu Tahan 30 menit dan temperatur tempering 400 0 C... 63 Gambar 23. Penampang Patahan Uji Impak Pada Waktu Tahan 60 menit dan temperatur tempering 400 0 C... 64 Gambar 24. Penampang Patahan Uji Impak Pada Waktu Tahan 90 menit dan temperatur tempering 400 0 C... 65 xvii

DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Data Hasil Pengukuran Nilai Impak Baja EMS-45... 73 Lampiran 2. Standar Deviasi Untuk Uji Normalitas... 74 Lampiran 3. Uji Homogenitas... 82 Lampiran 4. Uji Analisis Variansi Dua Jalan... 86 Lampiran 5. Uji Pasca Anava (Metode Scheffe)... 90 Lampiran 6 Tabel-tabel Statistik... 101 Lampitan 7. Hasil Pengujian Impak... 107 Lampiran 8. Spesifikasi HQ 760... 109 Lampiran 9 Foto Dokumentasi Penelitian... 112 Lampiran 10. Perijinan... 115 xviii