LOGAM

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Bahan logam pada jenis besi adalah material yang sering digunakan dalam membuat paduan logam lain untuk mendapatkan sifat bahan yang diinginkan. Baja merupakan paduan yang terdiri dari besi, karbon dan unsur  lainnya,  Baja dapat dibentuk melalui pengecoran, pencairan dan penempaan,  Karbon merupakan unsur terpenting karena dapat meningkatkan kekerasan dan kekuatan baja. Penggunaan logam baja seperti untuk poros, roda gigi, dan lain-lain, dalam proses permesinan akan berinteraksi dengan benda kerja lain sehingga menimbulkan  tekanan dan gesekan.

Jika interaksi terjadi secara terus menerus dan dalam jangka waktu tertentu, maka gesekan-gesekan itu akan menimbulkan keausan.Keausan akan membesar pada batas tertentu sampai benda tersebut tidak bisa di pakai lagi. Ada beberapa cara yang dipakai  untuk mengurangi tingkat keausan, salah satunya dengan meningkatkan kekerasan permukaan benda kerja. Hal ini bisa dilakukan karena gesekan-gesekan hanya terjadi pada permukaan saja. Banyak sekali metode untuk peningkatan kekerasan permukaan, salah satunya adalah Flame Hardening.

 Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap penetrasi/daya tembus dari bahan lain yang  lebih keras penetrator). Kekerasan merupakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh unsur-unsur paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan cold worked seperti pengerolan, penarikan, pemakanan dan lain-lain serta kekerasan dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas. faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara lain: Komposisi kimia, Langkah Perlakuan Panas, air Pendinginan, Temperatur Pemanasan, dan lain-lain. Proses flame hardening cukup banyak dipakai di Industri logam atau bengkel-bengkel logam lainnya.Aplikasi flame hardening  pada bidang metalurgi sangat luas terutama pada saat kebutuhan akan sifat kekerasan yang hanya diinginkan di suatu  bagian benda saja. Banyak hal yang membuat flame hardening  penting untuk dipakai,diantaranya karena bagian dari suatu komponen mesin yang sangat besar sehingga sulit untuk melakukan pemanasan dengan menggunakan dapur (furnace) juga kurang ekonomis, atau pengerasan hanya bagian tertentu dari komponen tersebut.

 Kekerasan yang dapat dicapai tergantung pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi tergantung pada temperatur pemanasan (temperatur autenitising), holding time dan laju pendinginan yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras.

Proses pengerasan permukaan (surface hardening) adalah suatu perlakuan (treatment) yang diterapkan pada suatu logam agar diperoleh sifat-sifat tertentu.Supaya dapat dipilih proses-proses perlakuan yang sesuai  pada suatu logam untuk maksud tertentu dengan ekonomis, juga agar dapat ditentukan tingkat kualitas yang akan dihasilkan, ada 2 macam pengerasan permukaan dengan cara merubah struktur mikro tanpa mengubah komposisi kimia bahan, seperti flame hardening. kedua  proses pengerasan permukaan dengan merubah struktur mikro dan komposisi kimia bahan, seperti karburizing dan nitriding. Kemudian dilakukan Uji gesek metode  Ogoshi (type OAT-U),  kekerasan metode  Hardnes Vickers (DIN 50-133)  dan Uji Fisis  struktur mikro.

Pelunakan/annealing pun terkadang dilakukan untuk mendapatkan suatu logam yang memiliki kekuatan yang lebih rendah (setelah adanya perlakuan) dibandingkan dengan logam yang tanpa perlakuan apapun. Hal itu dimaksudkan untuk mempermudah logam dibentuk (dilengkungkan). Bayangkan apabila suatu logam sangat keras untuk dapat dibentuk (dilengkungkan). Suatu contoh dari besi yang lurus akan dibuat menjadi oval, apabila tidak dilakukan pelunakkan/annealing, maka akan membutuhkan tenaga yang cukup kuat.

1.2 Tujuan

            `Mahasiswa mampu melakukan uji penyepuhan/pengerasan dengan cara “metal treatment”.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Penyepuhan/pengerasan

Menyepuh baja adalah cara mengeraskan baja dengan jalan memanaskan baja pad suhu penyepuhan yang segera disusul oleh suatu pendinginan yangmendadak. Sebagai zat pendingin yang dapat dipergunakan adalah air, air garam, cairan glaserin, dan sebagainya. Suhu penyepuhah untuk berbagai macam kadar zat arang (C) dalam baja telah tertentu misalnya:

1. Untuk baja dengan kadar 0,8% C suhu 750 o C

2. Untuk baja dengan kadar 0,7% C suhu 800o C

3. Untuk baja dengan kadar 0,5% C suhu 900o C

Makin tinggi suhu penyepuhan, makin keras hasil bajanya dan kristalkristal baja yang terjadi makin besar yang menyebabkan baja itu sangat rapuh dan mudah putus. Jadi, sebaliknya dalam penyepuhan kristal-kristal baja yang terjadi harus halus sehingga hasil bajanya menjadi keras dan kuat.

1.  Menyemen

Menyemen dimaksudkan menyepuh atau memperkeras permukaan benda kerja yang bersifat kenyal. Misalnya menyemen roda-roda gigi, poros-poros nok, batang antar dan sebagainya. Sebagai bahan penyemen dapat dipakai arang kayu, arang kulit, arang tulang zat cair, gas dan bubuk semen spesial. Peti lapis dengan tanah liat kemudian dipijarkan sampai 900⁰ C selama 6 – 8 jam. Setelah itu diambil dipijarkan lagi pada suhu 750⁰C dan kemudian disepuh.

Dengan demikian permukaan benda kerja menjadi keras. ¾ Bahan penyemen cair Sebagai zat cair digunakan Cyankali dan racun berbahaya. Benda kerja dipijarkan kemudian dioleskan dengan zat cair tersebut. ¾ Bahan penyemen gas Sebagai bahan penyemen gas digunakan asetilyn, oksid arang yang bercampur amoniak. Menyemen dengan gas hanya pada besi dengan kadar 0,4% C sampai 0,6% C. Benda kerja dipanaskan dengan gas asetylene sampai 900⁰C kemudian disemprot dengan air.

2.  Menitrir

Menitrir adalah suatu cara menyepuh dari jenis baja yang mengandung Aluminium (Al), Chrom (Cr), dan Molibden (Mo). Caranya benda kerja dimasukkan ke dalam aliran amoniak (NH3) dan dipanaskan sampai 600⁰C selama kurang lebih 2 hari. Pada suhu 500⁰C, N2 dari NH3 terurai dan mengikat Al hingga permukaan benda kerja menjadi keras. Tebal lapisan yang dicapai dengan cara ini adalah 0,5 – 1 mm.

Pelunakkan/annealing

Yang dimaksud dengan annealing ialah menurunkan kekerasan suatu bajadengan jalan memanaskan baja tersebut pada temperatur diatas temperatur krisismaksimum 980C. Sebagai contoh baja dengan kadar karbon 1,2%C, susunan strukturnyaadalah Sementit dan pearlit, setelah kita annealing maka akan didapat susunan pearlitagak kasar sehingga mengurangi kekerasan dari baja tersebut.Tujuan dari annealing ialah untuk :

1. Mendapatkan baja yang mempunyai kadar karbon tinggi, tetapi dapatdikerjakan mesin atau pengerjaan dingin.
2. Memperbaiki keuletan.
3. Menurunkan atau menghilangkan ketidak homogenan stuktur
4. Memperhalus ukuran butir.
5. Menghilangkan tegangan dalam.
6. Menyiapkan struktur baja untuk proses perlakuan panas.

BAB III

METODELOGI

2.1 Waktu dan Tempat

            Praktikum dilaksanakan pada hari kamis di bengkel mekanisasi pertanian.

2.2 Alat dan Bahan

l  Baja

l  Besi begel

l  Arang (sekam)

l  Tempat pembakaran

l  Sarungtangan

l  Penjepit

l  Oli

l  Air

l  Abu

2.3 Prosedur Kerja

1. Siapkan alat dan bahan.
2. Satu batang besi begel langsung dilengkungkan menggunakan tangan (tanpa perlakuan apapun) kemudian catat berapa kekuatan yang diperlukan untuk melengkungkan besi begel yang tanpa perlakuan apapun.
3. Keempat besi begel yang masih ada, dipanaskan menggunakan Breder (disepuh) hingga membara atau hingga mencapai pada suhu >700^o.
4. Dari keempat besi begel yang sudah disepuh, satu besi begel langsung dimasukkan ke dalam air.
5. Satu besi begel selanjutnya, dibiarkan/ dianginkan.
6. Satu besi begel selanjutnya, dimasukan ke dalam Olie.
7. Besi begel yang terakhir, dikubur ke dalam abu kayu, kemudian tunggu hingga minggu depan.
8. Keempat besi begel yang telah disepuh kemudian dilakukan perlakuan terhadap besi begel tersebut, satu per satu dilengkungkan menggunakan tangan dan catat kekuatan yang diperlukan.


9. BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

No	Perlakuan	Tingkat kekuatan yang dilengkungkan menggunakan tangan (%)
1	Tanpa perlakuan	30%
2	Dipanaskan kemudian dimasukkan dalam air	85%
3	Dipanaskan kemudian dibiarkan/dianginkan	65%
4	Dipanaskan kemudian dimasukkan dalam Olie	95%
5	Dipanaskan kemudian dikubur dalam abu kayu	55%

4.2 Pembahasan

            Untuk besi begel yang tanpa perlakuan akan memiliki  kekuatan yang normal atau sekitar 50% untuk melengkungkan besi begel tersebut dengan menggunakan tangan. Besi begel yang sudah dipanaskan dengan suhu mencapai >700^o kemudian dimasukkan dalam air akan memiliki kekuatan yang sangat tinggi atau sekitar 75% untuk melengkungkan besi begel tersebut dengan menggunakan tangan.

Untuk besi begel yang dipanaskan kemudian dibiarkan/dianginkan, besi begel yang dipanaskan kemudian dimasukkan ke dalam Olie, dan besi begel yang dipanaskan kemudian dikubur dalam abu kayu akan mengalami pelunakan/ Annealing dikarenakan tingkat kekuatan menurun dari tingkat kekuatan yang normal (besi begel yang tanpa perlakuan).

Besi begel yang yang sudah dipanaskan dengan suhu mencapai >700^o kemudian dibiarkan/dianginkan maka tingkat kekuatan akan menurun dari  tingkat kekuatan yang  normal (besi begel yang tanpa perlakuan) yaitu sekitar 40% kekuatan yang diperlukan untuk melengkungkan besi begel tersebut dengan menggunakan tangan.

Besi begel yang yang sudah dipanaskan dengan suhu mencapai >700^o kemudian dimasukkan dalam Olie maka tingkat kekuatan akan turun dari tingkat kekuatan  yang normal (besi begel yang tanpa perlakuan) yaitu sekitar 35% kekuatan yang diperlukan untuk melengkungkan besi begel tersebut dengan menggunakan tangan. Meskipun Olie berupa cairan, tetapi Olie memiliki sifat panas sehingga besi begel tidak mengalami penurunan suhu yang drastis, tetapi besi begel akan mengalami penurunan suhu secara perlahan-lahan.

Untuk besi begel yang yang sudah dipanaskan dengan suhu mencapai >700^o kemudian dikubur dalam abu bakar akan memiliki tingkat kekuatan yang menurun dari tingkat kekuatan yang normal (besi begel yang tanpa perlakuan) yaitu sekitar 25% kekuatan yang diperlukan untuk melengkungkan besi begel tersebut dengan menggunakan tangan. Hal ini dikarenakan besi begel yang telah dipanaskan kemudian dimasukkan dalam abu bakar akan mengalami penurunan suhu secara perlahan-laha

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

            Dari data hasil praktikum diatas, dapat disimpulkan bahwa besi begel yang tanpa perlakuan akan memiliki tingkat kekuatan sebesar 70% untuk melengkungkan besi dengan tangan atau yang tanpa perlakuan dalam batas normal.sedangkan besi begel yang dipanaskan hingga mencapai suhu >700^o kemudian dimasukkan di dalam air, itu akan mempunyai tingkat kekuatan akan sangat tinggi, dan perubahan inilah yang disebut dengan proses penyepuhan/pengerasan.

Dan untuk besi begel yang dipanaskan hingga mencapai suhu >700^o  dan kemudian dimasukkan ke dalam Olie,lalu dibiarkan/dianginkan,serta perlakuan yang dikubur dalam abu, maka akan  mempunyai tingkat kekuatan yang lebih rendah dari besi begel yang tanpa perlakuan.perubahan inilah yang disebut dengan pelunakan/Annealing.

5.2 Saran

Ketelitian pada saat pembakaran dan penghitungan hasil praktikum sangat diutamakan, karna sangat berpengaruh pada hasil praktikum. Api/pemanas yang digunakan untuk pembakaran haruslah stabil, agar tidak ada efek samping pada logam/baja yang digunakan sebagai bahan.

( LAPORAN PRAKTIKUM )

UJI KEKERASAN LOGAM DENGAN

METAL TREATMEN

( PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK )

OLEH :

YOHANES P.P.D.I

12732028

PROGARAM STUDI : MEKANISASI PERTANIAN

JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN

POLITEKNIK NEGERI LAMPUNG

2013