PENGARUH PENGARBONAN DENGAN MENGGUNAKAN MEDIA ARANG BATOK KELAPA TERHADAP KEKUATAN TARIK ALUR PASAK LURUS ( SLIDING KEYWAYS ) PADA MATERIAL BAJA POROS KARBON RENDAH

BAB I

PENDAHULUAN

A.  Alasan Pemilihan Judul

Seiring dengan perkembang zaman, dunia industri nasional mengalami perkembangan   yang   sangat   pesat.   Industri-industri   tersebut   antara   lain meliputi industri otomotif dan transportasi, mesin mesin berat, mesin mesin produksi, rancang bangun  dan    rekayasa  serta   industri-industri  yang menghasilkan / memproduksi elemen-elemen mesin. Sebagian besar dari industri-industri tersebut dalam operasionalnya membutuhkan logam sebagai bahan bakunya.

Setiap elemen mesin sudah barang tentu mempunyai karakteristik yang berbeda-beda antara yang satu dengan yang lainnya. Persyaratan teknis yang secara umum harus diketahui dan diperhatikan dalam pembuatan elemen- elemen mesin dengan bahan baja antara lain sifat-sifat mekanis dan sifat fisis dari bahan. Sifat-sifat mekanis bahan antara lain meliputi kekuatan tarik, kekuatan lelah/fatik, kekuatan terhadap puntiran, kekerasan dan sebagainya. Sedangkan sifat-sifat fisis dari bahan seperti struktur mikro, kehalusan permukaan, ketahan terhadap korosi dan sebagainya.

Poros  merupakan  salah  satu  elemen  dalam  mesin  yang  mempunyai fungsi sangat vital, yaitu untuk meneruskan daya dari komponen yang satu ke komponen yang lain. Untuk merencanakan poros sangat perlu diperhatikan mengenai  kekuatan  poros.  Dalam  siklus  kerjanya,  poros  dapat  mengalami pembebanan-pembebanan  seperti  beban  puntir,  lentur,  maupun  gabungan antara beban puntir dan lentur (beban kombinasi). Disamping itu, poros juga mengalami pembebanan tarik dan tekan seperti yang terdapat dalam baling- baling ataupun turbin. Karena itu, sebuah poros harus direncanakan hingga cukup kuat untuk menahan beban-beban di atas (Sularso, 1987). Kekuatan tarik sangat penting diketahui sebab dengan kekuatan tarik akan dapat diprediksikan mengenai sifat-sifat mekanis yang lain.

Dalam sebuah poros selalu terdapat bentuk-bentuk geometri yang tidak menentu   seperti:   rongga,   goresan   pada   permukaan,   pengerjaan   kasar, perubahan diameter dan lain-lain. Ketidakteraturan bentuk geometri ini terjadi akibat ketidaksengajaan dalam proses produksi. Selain itu keadan ini juga dikarenakan oleh tuntutan desain misalnya: poros bertingkat, lubang saluran minyak pada poros ataupun alur pasak (keyways). Semua keadaan ini sangat berpotensi  menimbulkan  konsentrasi  tegangan  pada  tempat-tempat  yang terjadi perubahan penampang. Konsentrasi tegangan adalah pemusatan tegangan akibat penampang yang tidak rata atau menyempit sehingga menghasilkan  tegangan  yang  lebih  besar  daripada  di  daerah  sekitarnya. Sebagai  akibat  lanjutnya  akan  menyebabkan  kerusakan.  Yudiono  (2001), dalam penelitiannnya pada material baja poros K945 EMS45 menunjukkan bahwa kehadiran alur pasak lurus memberi kecenderungan menurunnya sifat mekanis bahan, sedang pada level pembebanan 74,25% kekuatan luluh menunjukkan adanya kecenderungan yang sama.

Alur pasak merupakan jenis penyambungan yang umum dipakai pada poros. Penyambungan jenis ini banyak memberikan kontribusi positif secara ekonomis ataupun teknis bila dibandingkan dengan jenis penyambungan lain semisal pengelasan.

Saat ini banyak ditemui komponen-komponen mesin yang mengalami kerusakan dengan lama pembebanan yang relatif singkat. Hal ini dikarenakan kekerasan permukaan yang kurang baik, ketidaktahanan terhadap pembebanan ataupun sifat internal bahan itu sendiri yang kurang baik. Oleh karena itu, suatu tindakan yang berkaitan dengan peningkatan kualitas permukaan dan kekuatan terhadap komponen-komponen tertentu sangat penting untuk diteliti. Dengan demikian, unjuk  kerja komponen-komponen  tersebut dapat ditingkatkan  sesuai  dengan  perencanaan  walaupun  dengan  menggunakan bahan dan media yang murah yang memenuhi persyaratan teknis.

B.  Pembatasan Masalah

Dalam penelitian ini, dilakukan proses pengarbonan pada spesimen material baja poros karbon rendah dengan media arang batok kelapa. Media pengarbonan dan spesimen diletakkan dalam kotak sementasi kemudian dipanaskan dalam dapur pemanas hingga suhu 9300 C. Waktu penahanan (holding time) selama 2 jam, 3 jam dan 4 jam.

C.  Permasalahan

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, permasalahan yang akan diungkap dalam penelitian ini adalah:

1. Bagaimanakah kekuatan tarik, kekuatan luluh, perpanjangan, reduksi penampang dan bentuk penampang patah dari baja poros karbon rendah dengan alur pasak lurus (sliding keyways) sebelum dan sesudah dilakukan pengarbonan dengan menggunakan media arang batok kelapa ?


2. Bagaimanakah  bentuk  strutur  mikro  dari  material  baja  poros  karbon rendah sebelum dan sesudah dilakukan pengarbonan dengan menggunakan madia arang batok kelapa ?


3. Bagaimanakah  perubahan  komposisi  unsur  pada  material  baja  poros karbon  rendah  sesudah  dilakukan  pengarbonan  dengan  menggunakan media arang batok kelapa ?