Transcription

TUGAS AKHIR – MN141581ANALISA ASTM A36 AKIBAT PENGARUH SUHU DANQUENCHING TERHADAP NILAI KETANGUHANNYASUCIPTO RIADY LIMBONGNRP. 4109 100 065Totok Yulianto, S.T., M.T.JURUSAN TEKNIK PERKAPALANFakultas Teknologi KelautanInstitut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya2016i

FINAL PROJECT – MN141581ASTM A36 MATERIAL ANALYSIS DUE TO THE EFFECT OFTEMPERATURE AND QUENCHING ON ITS TOUGHNESSVALUESUCIPTO RIADY LIMBONGNRP. 4109 100 065Totok Yulianto, S.T., M.T.DEPARTMENT OF NAVAL ARCHITECTURE & SHIPBUILDING ENGINEERFaculty of Marine TechnologySepuluh Nopember Institute of TechnologySurabaya2016ii

ANALISA MATERIAL ASTM A36 AKIBAT PENGARUHSUHU DAN QUENCHING TERHADAP NILAIKETANGGUHANNYANama Mahasiswa: Sucipto Riady LimbongNRP: 4109 100 065Jurusan/Fakultas: Teknik Perkapalan / Teknologi KelautanDosen Pembimbing: Totok Yulianto, S.T, M.T.ABSTRAKKebakaran pada kapal masih sering terjadi di perairan laut Indonesia. Akibatnya,ketangguhan dari material kapal tersebut berubah akibat suhu dari kebakaran tersebut. Padasaat kebakaran, proses pemadaman dilakukan pada kapal yang terbakar.Untuk proses pemadaman ini, peneliti melakukan proses Quenching pada material yangakan diuji. Pada penelitian ini dilakukan pada material ASTM A36 dengan simulasi suhukebakaran yang diberikan dengan variasi 750 C, 850 C, dan 950 C dan holding time selama120 menit dan 240 menit. Kemudian dilakukan proses quenching pada material tersebut.Penelitian ini bertujuan untuk melihat sifat ketangguhan material dengan menggunakan ujiimpak dan uji tarik. Dari pengujian ini didapatkan nilai dari fracture toughness (KIc) denganmenggunakan konversi uji impact.Hasil pengujian menunjukkan bahwa jika dibandingkan dengan plat tanpa perlakuan,maka untuk pengujian tarik yang terbesar didapatkan pada suhu 850 C, untuk pengujian impactyang terbesar didapatkan pada suhu 950 C, dan untuk nilai KIc yang terbesar didapatkan padasuhu 750 C. Pengaruh suhu yang dilakukan mengakibatkan nilai ketangguhan semakinmembesar. Pengaruh holding time yang dilakukan mengakibatkan penurunan nilai ketangguhandari material. Akan tetapi, akibat pengaruh suhu 850 C terjadi penurunan nilai ketangguhandan juga pengaruh holding time pada suhu 850 C terjadi peningkatan nilai ketangguhan, hal iniyang disebabkan sifat getas dari material tersebut. Berdasarkan dari semua pengujian, materialpada suhu 950 C dan material tanpa perlakuan mempunyai kekuatan yang memenuhi standartASTM dan memiliki nilai ketangguhan yang bagus sesuai standart Llyod’s Register.Kata kunci: ASTM A36, Suhu, Holding time, Quenching, uji tarik, uji impak, fracturetoughnessvii

ASTM A36 MATERIAL ANALYSIS DUE TO THE EFFECTOF TEMPERATURE AND QUENCHING ON ITS TOUGHNESSVALUENama of Student: Sucipto Riady LimbongNRP: 4109 100 065Department/Faculty : Teknik Perkapalan / Teknologi KelautanAdvisor: Totok Yulianto, S.T, M.T.ABSTRACTFire on the ship is one of a common tragedy in Indonesia’s marine. This tragedy willeventually change the toughness of the material due to the temperature of fire. When the fireoccur, the fire fighting is done in the ship.To do this process, researchers perform quenching process on the material that is goingto be tested. This study is performed on ASTM A36 material with variation of temperaturesimulation between 750 oC, 850oC and 900oC, and holding time for 120 minutes and 240 minutes.After that the quenching process is performed on that material. This study aims to look at theproperty of the material toughness using impact test and tensile test.From this test the value of fracture toughness (KIc) is obtained by using a conversionimpact test. The test results showed that when compared with non-treated plate, then for thegreatest tensile test obtained at a temperature of 850 C, for testing biggest impact is obtained ata temperature of 950 C, and for KIc largest value is obtained at a temperature of 750 C. Theinfluence of temperature resulted in growing strength as compared to the untreated material.Effect of holding time resulting in decreased strength of the material caused by the growinggrain diameter and the resulting fine microstructure. However, due to the effect of temperatureat 850 C to be impaired toughness and effect of holding time at 850 C increased value oftoughness, this is caused by the brittle characteristic of the material. Based on all tests, thematerial at a temperature of 950 C and the material without treatment have strength which meetASTM standards and have good toughness value according to Llyod’s Register standards.Keywords : ASTM A36, temperature, holding time, quenching, tensile test, impact test, fracturetoughnessix

KATA PENGANTARPuji syukur atas karunia Yesus Kristus, karena penyertaan-Nya penulis dapatmenyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “ANALISIS MATERIAL ASTM A36 AKIBATPENGARUH SUHU DAN QUENCHING TERHADAP NILAI KETANGGUANNYA’’ denganbaik. Selesainya laporan ini dengan baik tentunya tidak lepas dari peran berbagai pihak, baiksecara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu penulis ucapkan terima kasih yang sebesar –besarnya kepada:1. Bapak Totok Yulianto, S.T, M.T selaku dosen pembimbing tugas akhir yang dengan sabartelah meluangkan waktu untuk membimbing dan mengarahkan penulis dalam mengerjaanTugas Akhir ini.2. Bapak Ir. Wasis Dwi Aryawan, M.Sc, Ph.D selaku dosen wali atas bimbingannya selamamenjadi mahasiswa di Jurusan Teknik Perkapalan.3. Bapak Totok Yulianto, S.T, M.T selaku kepala Laboratorium Konstruksi dan KekuatanJurusan Teknik Perkapalan FTK ITS yang sudah mengijinkan penulis menggunakan fasilitaslaboratorium selama pengerjaan tugas akhir ini.4. Staff Laboratorium Konstruksi dan Kekuatan Jurusan Teknik Perkapalan FTK ITS.5. Kedua orangtua yang tercinta, ayah T. Limbong, S.E dan ibu T. Siregar yang selalumemberikan doa serta dukungan moril dan materil hingga penulis menyelesaikan tugas akhirini. Tidak lupa juga untuk abang, adik dan saudara penulis yang selalu menyemangati danmendoakan penulis sehingga Tugas Akhir terselesaikan.6. Bang Chrispinus L Sumbayak yang telah membantu dalam pembelian material dan prosespengerjaan di laboratorium dan juga teman-teman jurusan Material-ITS (Sepri, Hendri, Ozhadan Tio), yang telah membantu penulis dalam menganalisa struktur mikro.7. Teman-teman seperjuangan Batak Perkapalan 2009 : Bryant, Juanda, Libra dan juga Ericsonteman seperjuangan Tugas Akhir.8. Teman-teman P-49 (LAKSAMANA) atas suka duka dan kebersamaannya selama kuliah diJurusan Teknik Pekapalan.9. Teman-teman dari Mahasiswa Bona Pasogit, ABISS, Wise Man dan teman-teman kontrakanatas segala kebersamaanya selama penulisan Tugas Akhir ini.10. Dan semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, yang tidakdapat penulis sebutkan satu persatu.v

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam proses pengerjaan Tugas Akhir ini.Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demikesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca.Surabaya, 25 Januari 2016Penulisvi

DAFTAR ISILEMBAR PENGESAHAN . iiiLEMBAR REVISI . ivKATA PENGANTAR . vABSTRAK . viiABSTRACT . ixDAFTAR ISI . xiDAFTAR GAMBAR . xivDAFTAR TABEL . xviiBAB I PENDAHULUAN . 1I.1 Latar Belakang . 1I.2 Perumusan Masalah . 1I.3 Batasan Masalah . 2I.4 Tujuan . 2I.5 Manfaat . 2I.6 Hipotesis . 3I.7 Sistematika Penulisan . 3BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA . 5II.1 Tinjauan Pustaka . 5II.1 Dasar Teori . 7II.1.1 Baja . 7II.1.2 Sifat Baja ASTM A36 . 8II.1.3 Perlakuan Panas . 9II.1.5 Uji Tarik . 10II.1.6 Uji Impact . 12II.1.7 Fracture Toughness . 14II.1.8 Struktur Mikro pada Baja . 17BAB III METODOLOGI PENELITIAN . 23III.1 Prosedur Umum . 23III.2 Diagram Alir . 25xi

III.3 Bahan Penelitian . 27III.4 Proses Perlakuan Panas dan Quenching . 29III.5 Pembuatan Spesimen . 33III.6 Impact Test . 34III.7 Tensile Test . 35III.8 Struktur Mikro . 37III.9 Pengukuran Besar Butir . 38BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN . 41IV.1 Analisa Pengujian Tarik . 41IV.1.1 Hasil Pengujian Tarik akibat pengaruh holding time . 41IV.1.2 Hasil Pengujian Tarik akibat pengaruh suhu . 47IV.2 Analisa Pengujian Impact . 51IV.2.1 Data Hasil pengujian impact akibat pengaruh holding time . 51IV.2.2 Data Hasil pengujian Impact akibat pengaruh suhu . 56IV.3 Analisa Nilai Fracture Toughness . 60IV.3.1 Data Nilai Fracture Toughness akibat pengaruh holding time . 60IV.3.1 Data Nilai Fracture Toughness akibat pengaruh suhu . 65IV.4 Hasil Struktur Mikro. 68IV.4.1 Hasil Struktur Mikro tanpa perlakuan Quenching . 68IV.4.2 Hasil Struktur Mikro dengan perlakuan Quenching . 69IV.5 Perhitungan Besar Butir. 71IV.5.1 Perhitungan Besar Butir akibat pengaruh Holding Time. 72IV.5.2 Perhitungan Besar Butir akibat pengaruh Suhu . 74IV.6 Hubungan Kekuatan dengan Besar Diameter Butir . 75IV.6.1 Hubungan Kekuatan dengan Besar Diameter . 77IV.6.2 Perbandingan Diameter Butir Struktur Mikro dengan DiameterButir Hasil Regresi Linier . 77IV.6.3 Hubungan Kekuatan dengan Besar Diameter akibat PengaruhHolding Time. 79IV.6.4 Hubungan Kekuatan dengan Besar Diameter akibat Pengaruh Suhu . 80IV.7 Analisa Hasil Keseluruhan Pengujian . 82xii

BAB V KESIMPULAN