JURNAL TEKNIK PERKAPALAN Jurnal Hasil Karya Ilmiah Lulusan S1 Teknik Perkapalan Universitas Diponegoro

dokumen-dokumen yang mirip
PERENCANAAN ELEMEN MESIN RESUME JURNAL BERKAITAN DENGAN POROS

ANALISA KEKUATAN PUNTIR DAN KEKUATAN LENTUR PUTAR POROS BAJA ST 60 SEBAGAI APLIKASI PERANCANGAN BAHAN POROS BALING-BALING KAPAL

Sidang Tugas Akhir (TM091486)

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

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

ANALISA KEKUATAN PUNTIR, LENTUR PUTAR DAN KEKERASAN BAJA ST 60 UNTUK POROS PROPELLER SETELAH DIQUENCHING

I. PENDAHULUAN. mengalami pembebanan yang terus berulang. Akibatnya suatu poros sering

I. PENDAHULUAN. Logam merupakan material kebutuhan manusia yang banyak penggunaannya

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Pengujian struktur mikro dilakukan untuk mengetahui isi unsur kandungan

STUDI PENGARUH VARIASI KUAT ARUS PENGELASAN PELAT AISI 444 MENGGUNAKAN ELEKTRODA AWS E316L

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Simposium Nasional RAPI XII FT UMS ISSN

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

Analisis Pengaruh Cooling Rate pada Material ASTM A36 Akibat Kebakaran Kapal Terhadap Nilai Kekuatan, Kekerasan dan Struktur Mikronya

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

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

BAB III TINJAUAN PUSTAKA

I. PENDAHULUAN. rotating bending. Dalam penggunaannya pengaruh suhu terhadap material

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

ANALISA QUENCHING PADA BAJA KARBON RENDAH DENGAN MEDIA SOLAR

STUDI PENGARUH PERLAKUAN PANAS PADA HASIL PENGELASAN BAJA ST 37 DITINJAU DARI KEKUATAN TARIK BAHAN

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

I. PENDAHULUAN. untuk diperkirakan kapan terjadinya, dan tidak dapat dilihat secara kasat mata

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI PENGARUH TERHADAP KEKUATAN TARIK PADA LAS SMAW (SHIELDED METAL ARC WELDING) DENGAN METODE EKSPERIMEN

POLITEKNOSAINS VOL. XI NO. 1 Maret 2012

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

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

JURNAL TEKNIK PERKAPALAN

II. TINJAUAN PUSTAKA. Komponen mesin yang terbuat dari baja ini contohnnya poros, roda gigi dan

BAB IV PEMBAHASAN Data Pengujian Pengujian Kekerasan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

I. PENDAHULUAN. Baja karbon AISI 1045 adalah jenis baja yang tergolong dalam baja paduan

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

BAB IV PEMBAHASAN. BAB IV Pembahasan 69

Sifat Sifat Material

Laporan Praktikum MODUL C UJI PUNTIR

BAB I PENDAHULUAN. Poros adalah bagian terpenting dari setiap mesin. Peran poros yaitu

METODOLOGI PENELITIAN

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

MATERIAL TEKNIK 5 IWAN PONGO,ST,MT

PENGARUH MEDIA PENDINGIN PADA PROSES HARDENING MATERIAL BAJA S45C

RISK ASSESSMENT OF SUBSEA GAS PIPELINE PT. PERUSAHAAN GAS NEGARA Tbk.

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

Laporan Praktikum Struktur dan Sifat Material 2013

PENGARUH TEMPERATUR DAN HOLDING TIME DENGAN PENDINGIN YAMACOOLANT TERHADAP BAJA ASSAB 760

BAB I PENDAHULUAN. Dalam dunia teknik dikenal empat jenis material, yaitu : logam,

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

III. METODOLOGI PENELITIAN. Universitas Lampung. Sedangkan waktu penelitian dilaksanakan pada rentang

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Konsep Perencanaan Sistem Transmisi Motor

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 1, (2017) ISSN: ( Print) F 191

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

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

ANALISA PROSES SPRAY QUENCHING PADA PLAT BAJA KARBON SEDANG

BAB IV SIFAT MEKANIK LOGAM

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

RPKPS (RENCANA PROGRAM DAN KEGIATAN PEMBELAJARAN SEMESTER)

Ir Naryono 1, Farid Rakhman 2

DESIGN UNTUK KEKUATAN LELAH

KEKUATAN MATERIAL. Hal kedua Penyebab Kegagalan Elemen Mesin adalah KEKUATAN MATERIAL

PENELITIAN PENGARUH VARIASI TEMPERATUR PEMANASAN LOW TEMPERING

TUGAS AKHIR. PENGARUH JENIS ELEKTRODA PADA HASIL PENGELASAN PELAT BAJA St 32 DENGAN KAMPUH V TUNGGAL TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN KEKUATAN TARIKNYA

PENGARUH VARIASI SUHU POST WELD HEAT TREATMENT ANNEALING

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

I. PENDAHULUAN. Kebutuhan akan bahan logam dalam pembuatan alat alat dan sarana. Untuk memenuhi kebutuhan ini, diperlukan upaya pengembangan

PENGARUH FEED RATE TERHADAP STRUKTUR MIKRO, KEKERASAN DAN KEKUATAN BENDING PADA PENGELASAN FRICTION STIR WELDING ALUMINIUM 5052

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

PENINGKATAN KEKAKUAN PEGAS DAUN DENGAN CARA QUENCHING

PENGARUH TEBAL PELAT BAJA KARBON RENDAH LAMA PENEKANAN DAN TEGANGAN LISTRIK PADA PENGELASAN TITIK TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Struktur mikro adalah gambaran dari kumpulan fasa-fasa yang dapat diamati

BAB I PENDAHULUAN. BAB I Pendahuluan 1

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

Jurnal Teknik Mesin S-1, Vol. 4, No. 4, Tahun 2015 Online:

ek SIPIL MESIN ARSITEKTUR ELEKTRO

PENGARUH PROSES LAKU PANAS QUENCHING AND PARTITIONING TERHADAP UMUR LELAH BAJA PEGAS DAUN JIS SUP 9A DENGAN METODE REVERSED BENDING

TIN107 - Material Teknik #9 - Metal Alloys 1 METAL ALLOYS (1) TIN107 Material Teknik

ANALISIS PENGARUH TEMPERING

Karakterisasi Baja Karbon Rendah Setelah Perlakuan Bending

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

PENGARUH PERLAKUAN PANAS DOUBLE TEMPERING TERHADAP SIFAT MEKANIK MATERIAL AISI 4340

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

PROSES NORMALIZING DAN TEMPERING PADA SCMnCr2 UNTUK MEMENUHI STANDAR JIS G 5111

KARAKTERISASI BAJA CHASIS MOBlL SMK (SANG SURYA) SEBELUM DAN SESUDAH PROSES QUENCHING

PENGARUH BAHAN ENERGIZER PADA PROSES PACK CARBURIZING TERHADAP KEKERASAN CANGKUL PRODUKSI PENGRAJIN PANDE BESI

Bab II STUDI PUSTAKA

UJI KEKUATAN PUNTIR MATERIAL BAJA ST 60 DENGAN PERLAKUAN PANAS DAN TANPA PERLAKUAN PANAS

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

PENGARUH MEDIA PENDINGIN MINYAK PELUMAS SAE 40 PADA PROSES QUENCHING DAN TEMPERING TERHADAP KETANGGUHAN BAJA KARBON RENDAH

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

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN. setiap spesimen dimasukkan kedalam Tabel IV.1 dibawah : 1 171,2 190,8-2 Logam Las 174,3 187,3 -

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

ANALISA PENGARUH TEMPERATUR TEMPERING TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK PADA BAJA AAR-M201 GRADE E

PENGARUH TEMPERATUR QUENCHING PADA PROSES AUSTEMPERING TERHADAP KEKUATAN LELAH AUSTEMPERING GREY IRON

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

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

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

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

KAJIAN EKSPERIMEN PENGUJIAN TARIK BAJA KARBON MEDIUM YANG DISAMBUNG DENGAN LAS SMAW DAN QUENCHING DENGAN AIR LAUT

Transkripsi:

http://ejournal3.undip.ac.id/index.php/naval JURNAL TEKNIK PERKAPALAN Jurnal Hasil Karya Ilmiah Lulusan S1 Teknik Perkapalan Universitas Diponegoro ISSN 2338-0322 Analisa Kekuatan Tarik, Kekuatan Lentur Putar dan Kekuatan Puntir Baja ST 41 sebagai Bahan Poros Baling-baling Kapal (Propeller Shaft) setelah Proses Quenching Ali Mustofa 1), Sarjito Jokosisworo 1), Ari Wibawa Budi S. 1) 1) Departemen Teknik Perkapalan, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Email: alimustofa67@rocketmail.com Abstrak Dalam penelitian ini akan dilakukan uji komposisi, uji tarik, uji lentur putar, uji puntir, dan uji metalografi untuk material baja karbon ST41 guna untuk bahan poros baling-baling kapal setelah proses quenching. Tujuannya untuk mengetahui apakah baja ST41 memenuhi persyaratan BKI ditinjau dari aspek kekuatan tarik dan komposisi materialnya. Sedangkan untuk uji puntir dan lentur putar adalah untuk menganalisa kelelahan material. Poros baling-baling (propeller shaft) adalah salah satu komponen kapal yang berfungsi untuk memindahkan/menyalurkan daya dari mesin induk ke baling-baling menjadi gaya dorong untuk menggerakkan sebuah kapal. Dalam berputarnya/bekerjanya poros baling-baling untuk menghasilkan gaya dorong, poros tersebut menanggung berbagai jenis beban akibat dari kombinasi berbagai bentuk gaya. Beban tersebut diantaranya adalah beban tarik, beban lentur putar dan beban puntir, dimana beban-beban tersebut terjadi secara berulang-ulang yang akhirnya akan mengakibatkan kegagalan lelah (fatigue failure) pada material. Untuk mendapatkan ketahanan destruktif yang tinggi dan kekuatan material yang baik perlu dilakukan proses perlakuaan panas (heat treatment). Pada penelitian ini dilakukan proses perlakuan panas quenching dengan menggunakan media pendingin pelumas Mesran SAE 20W 50. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik tarik, lentur putar, puntir dan struktur metalografi pada material baja ST 41 setelah proses quenching. Hasil penelitian ini berupa nilai kekuatan material yang kemudian dibandingkan dengan nilai minimum persyaratan rules BKI. Beberapa hasil penelitian seperti penampang patahan juga dapat mewakili karakter keuletan material. Hasil penelitian menunjukan bahwa baja ST 41 perlakuan panas quenching memiliki kekuatan tarik 393 Mpa, kekuatan puntir 448,65 Mpa dan untuk uji lentur putar diperoleh nilai batas aman 149,14 Mpa dengan 2074300 siklus. Kata Kunci: Baja ST 41, Quenching, Uji Tarik, Uji Lentur Putar, Uji Puntir. 1. PENDAHULUAN Baja merupakan salah satu logam ferro yang paling banyak digunakan dalam berbagai bidang, terutama di bidang rancang bangun dan rekayasa. Seiring dengan perkembangan teknologi ditemukan banyaknya kegagalan mekanis, perkembangan ilmu pengetahuan dan banyaknya penemuan baru, menyebabkan faktor-faktor perancangan mulai bertambah. Salah satu contohnya misalnya faktor kelelahan logam. Pada saat faktor kelelahan belum diketahui, perencanaan suatu komponen hanya didasarkan pada pembebanan statik. Namun dalam praktiknya kemudian ditemukan banyak masalah seperti patahnya poros kereta api, poros roda mobil, rusaknya rivet pada kabin pesawat, dan peristiwa Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 6, No. 1 Januari 2018 199

patahnya poros baling-baling kapal (Propeller Shaft). Dengan adanya fenomena tersebut, menuntut para ahli untuk menciptakan produk yang memiliki sifat-sifat lebih unggul, yang dikhususkan untuk penerapan tertentu. Dalam penggunaannya bahan atau material dituntut harus memiliki niai kekerasan, sifat keuletan, serta ketangguhan yang baik. Salah satu tujuan pengembangan material atau bahan ini adalah untuk mencari dan menentukan sifa-sifat fisis material khususnya baja jenis ST 41 untuk mengetahui baik tidaknya apabila digunakan sebagai bahan poros baling-baling kapal (propeller shaft). Dalam penggunaan material untuk sebuah poros baling-baling kapal harus memenuhi standar tertentu. Berdasarkan BKI material untuk sebuah poros harus memiliki kekuatan tarik (tensile strenght) antara 400-800 N/mm² ( Vol.3 Rules for Machinery Installation 2006 sec.4 ) dan material yang digunakan adalah stainless steel dan baja karbon. Terdapat berbagai jenis perlakuan panas yang ada dan sering digunakan. Dalam hal ini proses yang digunakan adalah quenching terhadap baja ST 41. Quenching adalah proses pemanasan baja karbon hingga suhu austenit, kemudian didinginkan secara cepat akan membentuk struktur yang martensit yang memiliki kekerasan yang lebih tinggi dari struktur perlite dan ferrite. 1.1 Perumusan Masalah Berdasarkan pokok permasalahan yang terdapat pada latar belakang, maka penelitian ini diambil beberapa rumusan masalah sebagai berikut: 1. Pengaruh beban tarik yang terjadi terhadap kekuatan lelah pada material poros setelah diberikan perlakuan panas quenching. 2. Pengaruh beban lentur putar yang terjadi terhadap kekuatan lelah pada material poros setelah diberikan perlakuan panas quenching. 3. Pengaruh beban puntir yang terjadi terhadap kekuatan lelah pada material poros setelah diberikan perlakuan panas quenching. 4. Jenis perlakuan panas yang diberikan kepada material logam dapat memenuhi standar yang digunakan. 5. Mengetahui struktur metalografi pada material baja ST 41 setelah dilakukan perlakuan panas quenching dibandingkan dengan material baja ST 41 yang belum mengalami perlakuan panas. 1.2 Batasan Masalah Batasan masalah yang digunakan sebagai arahan serta acuan dalam penulisan proposal tugas akhir ini agar sesuai dengan permasalahan serta tujuan yang di harapkan adalah : 1. Proses perlakuan panas yang digunakan adalah quenching, dengan media pendingin oli mesran SAE 20W-50 2. Pemanasan dilakukan pada suhu 850ºC. 3. Pengujian kekuatan yang dilakukan dengan menggunakan spesimen setelah dilakukan perlakuan panas tanpa dilakukan takik terlebih dahulu. 4. Uji material yang dilakukan adalah dengan Uji Puntir (Torsion), Uji Lentur Putar (Rotary Bending), uji Tarik (Tensile Strength), dan uji metalografi. 5. Spesimen yang digunakan adalah jenis baja ST 41 dengan bentuk uji standar ASTM (American Society for Testing and Material). 6. Analisa tidak membahas tentang getaran, perubahan struktur mikro yang terjadi pada spesimen selama pengujian. 7. Penelitian hanya dilakukan dengan pengujian tanpa analisa dengan software. 1.3 Tujuan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas maka maksud dan tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Mengetahui nilai kekuatan tarik (tensile strength) dari baja ST 41 setelah dilakukan perlakuan panas quenching. 2. Mengetahui nilai kekuatan lentur putar (rotary bending) dari baja ST 41 setelah dilakukan perlakuan panas quenching. 3. Mengetahui nilai kekuatan puntir (torsion) dari baja ST 41 setelah dilakukan perlakuan panas quenching. 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Baja Karbon Baja karbon dalah baja dengan karbon sebagai campuran insterstisial utama berkisar 0,1-2,0%. Disamping itu, baja karbon juga mengandung unsur campuran lainnya seperti S, P, S dan Mn. Ketika persentase kandungan karbon meningkat, baja akan semakin keras dan kuat dengan perlakuan panas (heat treatment), namun keuletannya akan berkurang [1]. 2.2 Baja ST 41 Baja St.41 adalah baja yang memiliki kadar Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 6, No. 1 Januari 2018 200

karbon 0,16 %, karena kadar karbonya kurang dari 0,30 % maka baja ini termasuk golongan baja karbon rendah dan mempunyai regangan sebesar 36-24 %. Makna dari penamaan St.41 sendiri adalah dari St memiliki arti baja (Stahl), angka 41 dalam baja ini menunjukkan bahwa minimum ketangguhan putus-tarik adalah 41 kg/mm². Ketangguhan tarik juga dibatasi keatas yaitu umumnya St.41 50 kg/mm². 2.3 Hardening Hardening adalah suatu proses perlakuan panas dengan cara pemanasan sampai suhu austenite dan dengan pendinginan cepat (quenching). Tujuan dari dilakukan hardening adalah meningkatkan kekerasan, kekuatan dan fatique limit [4]. 2.4 Quenching Quenching adalah suatu proses perlakuan panas dengan cara memanaskan logam sampai suhu austenite, kemudian didinginkan secara cepat dengan berbagi media yang dimana akan membentuk struktur martensit yang memiliki kekerasan yang lebih dari ferrite dan perlite. Tujuan dari quenching adalah meningkatkan kekerasan, kekuatan, dan fatique limit [7]. 2.5 Pengujian Tarik Uji Tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu material dengan cara memberikan beban gaya yang sesumbu. Uji tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan. Pada uji tarik, benda uji diberi beban gaya tarik sesumbu yang bertambah secara kontinyu, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan terhadap perpanjangan yang dialami benda uji[8]. Proses terjadinya deformasi pada bahan hingga putus, dapat dievaluasi melalui tahapan pembebanan tarik. Hasil pengukuran dari pengujian tarik adalah suatu kurva yang memberikan hubungan antara gaya yang dipergunakan dan perpanjangan yang dialami oleh spesimen. 2.6 Pengujian Lentur Putar Uji lentur putar merupakan salah satu dari pengujian lelah (fatigue) yang berfungsi untuk menganalisa/ mengetahui ketahanan lelah dari suatu bahan/ material [6]. Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam pengujian ini adalah variabel-variabel sebagai berikut : Pemilihan jenis bahan/ material yang akan diuji. Dimensi dari benda uji (spesimen). Pembebanan yang akan diberikan ketika di proses pengujian berlangsung. Perlakuan terhadap spesimen (panas/ heat treatment, pemberian takik sebagai pengkodisian cacat material,dll) 2.7 Pengujian Puntir Uji puntir pada suatu spesimen dilakukan untuk menentukan keplastisan suatu material. Spesimen yang digunakan pada pengujian puntir adalah batang dengan penampang lingkaran karena bentuk penampang ini paling sederhana sehingga mudah diukur. Spesimen tersebut hanya dikenai beban puntiran pada salah satu ujungnya karena dua pembebanan akan memberikan ketidakkonstanan sudut puntir yang diperoleh dari pengukuran. Pengukuran yang dilakukan pada uji puntir adalah momen puntir dan sudut puntir. Pengukuran ini kemudian dikonversikan menjadi sebuah grafik Momen Puntir tehadap Sudut Puntir (dalam putaran). Namun, pada daerah plastis hubungan antara momen puntir dengan sudut puntir tidak linear lagi, sehingga diperlukan rumus yang berbeda pula untuk mencari tegangan geser. 2.8 Pengujian Metalografi Uji Metalografi merupakan suatu proses yang bertujuan untuk memperoleh gambar yang menunjukan struktur mikro sebuah logam atau paduan. Melalui Proses ini kita dapat mengetahui struktur dari suatu logam atau paduan dengan memperjelas batas-batas butir logam sehingga dapat langsung dilihat dengan menggunakan mikroskop dan diambil gambarnya. Pengujian mikrografi dimaksudkan untuk melihat perubahan struktur pada sebuah logam atau paduan setelah dilakukan pengelasan dari logam murni. 3. METODOLOGI PENELITIAN Gambar 1 kurva hasil pengujian tarik 3.1 Pengumpulan Data Pengumpulan data diperoleh dari buku buku, majalah, modul, artikel, jurnal dan melalui internet. Sehingga dapat mempelajari karakteristik material Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 6, No. 1 Januari 2018 201

baja ST 41, heat treatment, serta mempelajari pengujian tarik, lentur putar, puntir, dan metalografi. 3.2 Pemilihan Benda Uji Berdasarkan BKI Volume III Rules for Macry Installation 2006 sec. 4, bahan material yang digunakan untuk proses pembuatan poros balingbaling (shaft propeller) adalah stainless steel dan carbon steel. Dalam hal ini pemilihan bahan uji yang digunakan sebagai objek penelitian poros baling-baling (shaft propeller) adalah low carbon steel yaitu baja ST 41. 3.3 Spesimen Uji Tarik Spesimen yang digunakan adalah jenis baja ST 41 dengan bentuk uji standrar ASTM (American Society of Testing and Material) tipe E- 8 (Test Method for Tension Testing of Metalic Materials). Gambar 2 spesimen pengujian tarik 3.4 Spesimen Uji Lentur Putar Spesimen yang digunakan adalah jenis baja ST 41 dengan bentuk uji standrar ASTM (American Society of Testing and Material) tipe E-466 (Test Method for Tension Testing of Metalic Materials). Gambar 3 spesimen pengujian lentur putar 3.5 Spesimen Uji Puntir Spesimen yang digunakan adalah jenis baja ST 41 dengan bentuk uji standrar ASTM (American Society of Testing and Material) tipe E- 143 (Standart Test Method for Shear Modulus at Room Temperatures). Gambar 4 spesimen pengujian puntir 3.6 Spesimen Uji Metalografi Dimensi spesimen pengujian metalografi menggunakan tabung silindris dengan tebal 22 mm. Gambar 5 spesimen pengujian metalografi 4. HASIL PENGUJIAN 4.1 Uji Komposisi Uji komposisi ini bertujuan untuk mendeteksi secara detail jenis dan kadar dari unsur-unsur kimia penyusun sebuah material. Sehingga dapat diketahui unsur-unsur apa saja dan berapa besar jumlahnya yang terkandung dalam material baja ST 41. Berdasarkan data hasil pengujian dan data Rules BKI Volume V 2006 For Material Sec.5 maka dapat diketahui perbandingan persentase komposisi baja ST 41 perlakuan panas quenching. Perbandingan persentase komposisi baja ST 41 perlakuan panas quenching antara rules BKI dengan hasil pengujian dapat dilihat pada tabel 4.1 Tabel 1 Hasil uji komposisi Batas Komposisi Kimia Baja Karbon (%) Unsur Kimia C Mn Si P S Karbon Mangan Silikon Fosfor Sulfur Standar BKI Max. 0,50 0,3 1,70 Max. 0,45 Max. 0,035 Max. 0,035 Hasil Pengujian 0,100 0,3030 0,1213 0,0189 0,0247 Apabila dibandingkan dengan hasil uji komposisi material baja ST 41 pada Tabel 4.1, maka dari kelima komposisi kimia yang dipersyaratkan BKI menunjukkan bahwa material baja ST 41 memenuhi persyaratan BKI Volume V Rules for Materials tahun 2006 Section 5, sebagai material/ bahan pembuatan poros baling-baling kapal. 4.2 Uji Tarik Pada umumnya, pengujian ini dilakukan untuk mendapatkan informasi dasar dari kekuatan tarik, kekuatan luluh, persen perpanjangan dan nilai regangan. Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 6, No. 1 Januari 2018 202

Tabel 2 Hasil uji tarik Teg. Teg. Spes. Regangan Luluh Max Uji (Mpa) (MPa) (%) 1 265.33 384.03 50.6 2 282.81 388.45 47.8 3 285.4 399.56 43.3 4 222.28 387.19 44.3 5 237.62 403.23 42.1 2. Baja ST 41 dengan perlakuan panas quenching memiliki nilai tegangan maksimum sebesar 392,49 Mpa. Berdasarkan tabel diatas, maka dapat diketahui nilai modulus young adalah sebagai berikut: E = Tegangan Regangan E = 393 0,456 E = 861,84 Mpa (1) Berdasarkan hasil pengujian, juga dapat diketahui nilai poisson number adalah sebagai berikut: v = v = 0,36 0,45 v = 0,81 Tegangan transversal Tegangan longitudinal (2) Selanjutnya, berhubung modulus young E adalah 861,84 Mpa, dan poisson number v adalah 0,81 maka nilai modulus geser G adalah sebagai berikut: G = E 2(1+v) (3) G = 861,84 Mpa 2(1 + 0,81) G = 238,07 Mpa Berdasarkan hasil pengujian dan perhitungan uji tarik yang telah dilakukan terhadap baja ST 41 dengan perlakuan panas quenching, maka dapat diketahui karakteristik baja ST 41 sebagai berikut: 1. Baja ST 41 dengan perlakuan panas quenching memiliki nilai tegangan luluh sebesar 285.68 Mpa. Gambar 6 Kurva tegangan regangan uji tarik baja st 41 setelah quenching 4.3 Uji Lentur Putar Pengujian lentur putar bertujuan untuk mengetahui seberapa besar ketahanan dari suatu material ketika menerima beban statis. Dalam pengujian ini besarnya beban yang ditanggung dan pemasangan yang tepat spesimen uji pada alat akan sangat berpengaruh terhadap hasil pengujian. Perhitungan beban batas aman spesimen: Perhitungan tegangan tiap-tiap beban: P.a = σ a.π.d 3 2 32 σ a = 32.P.a 2.π.d 3 (5) σ a = 16.P.a π.d 3 Mpa Tabel 3 Hasil uji lentur putar ST 41 Do(mm) P(Newton) Siklus Stress(Mpa) Spesimen 1 Spesimen 2 Spesimen 3 P = 2.M a (4) P1 = 2x7493,29 200 P1 = 74,93 N 8 74,93 2074300 149,14 8 125 802600 248,80 8 175 105100 348,32 Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 6, No. 1 Januari 2018 203

Berdasarkan hasil pengujian dan perhitungan uji lentur putar yang telah dilakukan terhadap baja ST 41 dengan perlakuan panas quenching, maka : 1. Spesimen pertama dengan diberi beban 74,93 N mendapatkan jumlah siklus sebesar 2074300 tanpa ada patah. 2. Spesimen ke dua dengan diberi beban 125 N mendapatkan jumlah siklus sebesar 802600 N dan terjadi sedikit bengkok. 3. Spesimen ke tiga dengan diberi beban 175 N mendapatkan jumlah siklus sebesar 105100 dan terjadi bengkok. Gambar 7 kurva hasil pengujian puntir spes. 2 4.4 Uji Puntir Uji puntir merupakan suatu pengujian yang bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat seperti modulus elastisitas geser, kekuatan luluh puntir dan modulus pecah. Tabel 4 Hasil uji puntir Torsi (N.m) Putaran Spes. spes. spes. 2 3 4 Rata-rata 0.5 18.74 19.56 18.97 19.09 1 21.8 23.09 22.51 22.47 1.5 23.45 24.51 23.8 23.92 2 24.63 25.68 25.1 25.14 2.5 25.33 26.17 25.68 25.73 3 25.92 26.74 26.27 26.31 3.5 26.27 27.11 26.64 26.67 4 26.64 27.34 26.99 26.99 4.5 26.99 27.58 27.23 27.27 5 27.23 27.81 27.46 27.5 5.5 27.46 28.05 27.7 27.74 6 27.71 28.29 27.81 27.94 6.5 27.93 28.52 28.05 28.17 7 28.05 28.76 28.4 28.4 7.5 28.4 29.11 28.76 28.76 8 28.76 28.99-28.88 8.5 28.87 29.7-29.29 9 28.87 29.7-29.29 9.5 28.99 29.93-29.46 10 29.71 29.93-29.82 10.5 29.35 30.17-29.76 11 29.7 - - 29.7 max 30.17 30.53 28.99 30.02 Gambar 8 kurva hasil pengujian puntir spes. 3 Gambar 9 kurva hasil pengujian puntir spes. 4 Berdasarkan tabel 4.4, maka dapat diketahui bahwa nilai rata-rata momen puntir / torsi pada putaran maksimum baja ST 41 perlakuan panas quenching adalah 30,02 N.m. Sehingga didapat tegangan geser maksimum adalah sebagai berikut: Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 6, No. 1 Januari 2018 204

τ g = 16.T max π.d 3 (6) τ g = 16. 30200 3.14.7 3 τ g = 448,65 Mpa Setelah didapatkan nilai tegangan maksimum, maka dapat dicari nilai modulus geser mengunakan rumus sebagai berikut: G = 303,24 Mpa (7) G = 448,65. 100 235,6.0,628 G = 303,24 Mpa Berdasarkan hasil pengujian dan perhitungan uji puntir yang telah dilakukan terhadap baja ST 41 dengan perlakuan panas quenching, maka dapat diketahui karakteristik baja ST 41 sebagai berikut: 1. Baja ST 41 dengan perlakuan panas quenching memiliki nilai torsi maksimum sebesar 30,02 N.m. 2. Baja ST 41 dengan perlakuan panas quenching memiliki nilai tegangan geser maksimum sebesar 448,65 Mpa. 4.5 Uji Metalografi Pengujian metalografi ini dilakukan pada dua jenis spesimen yaitu; baja ST 41 tanpa perlakuan panas, dan baja ST 41 perlakuan panas quenching. Hal ini dilakukan untuk mengetahui dan membandingkan perubahan struktur mikro baja ST 41 karena mendapat proses perlakuan panas (heat treatment). Berdasarkan pengujian metalografi yang telah dilakukan maka didapatkan data sebagai berikut: Gambar 10 Struktur mikro raw material ST 41 ferrite Gambar 11 Struktur mikro proses quenching perlite Fasa yang terlihat pada kedua foto diatas ialah ferrite yang berwarna putih dan perlite yang berwarna hitam (gelap). Fasa ferrite hanya bisa diperoleh jika kandungan karbon dalam baja adalah rendah. Ferrite merupakan fasa yang memiliki kekuatan rendah namun memiliki kekuatan ulet yang tinggi. Fasa perlite merupakan campuran dari ferit dan sementit, dimana 2 fasa ini adalah hasil transformasi dari fasa austenit. Pembentukan fasa perlite memerlukan pendinginan lambat dari daerah austenit dan juga tergantung dari komposisi yang terkandung dalam baja. Berdasarkan pengujian metalografi baja ST 41 yang telah dilakukan maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Proses perlakuan panas (heat treatment) akan mengubah struktur mikro pada material. 2. Baja ST 41 tanpa perlakuan panas memiliki keuletan dan ketangguhan lebih baik dibandingkan dengan baja ST 41 perlakuan panas quenching, hal tersebut dikarenakan baja ST 41 tanpa perlakuan panas memiliki fasa ferrite yang lebih dominan dibandingkan dengan baja ST 41 yang telah mengalami perlakuan (panas heat treatment). 3. Baja ST 41 perlakuan panasquenching memiliki kekerasan lebih baik dibandingkan dengan baja ST 41 tanpa panas, hal tersebut dikarenakan baja ST 41 perlakuan panas quenching memiliki fasa perlite yang lebih dominan dibandingkan dengan baja ST 41 tanpa perlakuan panas. ferrite perlite 5. PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari uraian-uraian yang telah dibahas di bab IV, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Berdasarkan pengujian tarik yang telah dilakukan, baja ST 41 dengan perlakuan panas quenching memiliki nilai tegangan luluh sebesar 285.68 Mpa, dan memiliki Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 6, No. 1 Januari 2018 205

nilai tegangan maksimum sebesar 393 Mpa. Sehingga baja ST 41 perlakuan panas quenching untuk tegangan luluh belum memenuhi syarat, dan untuk tegangan maksimum sudah memenuhi syarat. 2. Berdasarkan pengujian lentur putar yang telah dilakukan, baja ST 41 dengan perlakuan panas quenching memiliki nilai ketahanan umur sangat baik. 3. Berdasarkan pengujian puntir yang telah dilakukan, baja ST 41 dengan perlakuan panas quenching memiliki nilai torsi maksimum sebesar 30,02 N.m, dan memiliki nilai tegangan geser maksimum sebesar 448,65 Mpa. 5.2 Saran 1. Apabila ingin melakukan penelitian tentang poros baling-baling kapal bisa ditambahkan pengujian seperti pengujian aus. 2. Apabila ingin melakukan penelitian tentang pengujian material sebaiknya dilakukan pemeriksaan spesimen terlebih dahulu apakah spesimen memiliki cacat material akibat pembuatan spesimen di mesin bubut, karena akan sangat mempengaruhi hasil pengujian. [4] Djafri, Sriati. 1990. Dasar Metalurgi untuk Rekayasa. Terjemahan dari Essential Metallurgy for Engineers. Jakarta: Erlangga. [5] Eddys. 2015. Klasifikasi Baja Teknologi Bahan [6] Jokosisworo, Sarjito. 2009. Analisa Kekuatan Puntir, Lentur Putar dan Kekerasan Baja ST 60 untuk Poros Propeller setelah diquenching. Jurnal Teknik Perkapalan Undip Volume 11 Nomor 2 Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. [7] Miftakhuddin, Nur. 2006. Pengaruh Temper dengn Quench Media Oli Mesran SAE 20W 50 terhadap Karakteristik Medium Carbon Steel. Skripsi sarjana FT Universitas Negeri Semarang :tidak diterbitkan [8] Santoso. 2008. Pengaruh Perlakuan Panas Terhadap Kekuatan Tarik dan Ketangguhan Impak Pada Baja ST 41. http://ejournal.upstegal.ac.id/index.php/oseatek/articl e/view/210 3. Apabila mengambil penelitian tentang pengujian material sebaiknya dilakukan pemeriksaan mesin uji terlebih dahulu untuk mengetahui apakah mesin uji telah dilakukan kalibrasi atau belum. 4. Prosedur pemasangan benda uji pada mesin rotary bending juga sangat perlu diperhatikan. Pemasangan yang tidak sesuai dengan prosedur bisa merusak material uji sesaat setelah mesin dihidupkan. DAFTAR PUSTAKA [1] Amanto Hari dan Daryanto, 1999. Ilmu Bahan, Jakarta Smar Grafika Offset. [2] ASM, 2004, Metallography and microstructures, ASM Handbook Committee, Metal Park, Amerika. [3] Biro Klasifikasi Indonesia. 2001, Rules for Materials, Vol.V. Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 6, No. 1 Januari 2018 206