33
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Kereta api merupakan salah satu moda transportasi yang memiliki karakterik dan keunggulan khusus, terutama dalam kemampuannya untuk mengangkut baik orang maupun barang secara massal, menghemat energi, menghemat penggunaan ruang, mempunyai faktor keamanan yang tinggi, memiliki tingkat pencemaran yang rendah serta lebih efisien dibandingkan dengan moda transportasi jalan untuk angkutan jarak jauh dan untuk daerah yang padat lalu lintasnya seperti angkutan perkotaan (UU RI No. 23, 2007) Untuk mendukung operasional kereta api, maka diperlukan dukungan penyediaan komponen yang berkesinambungan. Salah satunya adalah roda kereta api. Roda kereta api memiliki fungsi sesuai dengan kinerjanya yang berpengaruh terhadap kriteria karakteristik yang harus dimiliki. Fungsi kereta api adalah untuk menahan seluruh beban kereta api dan untuk menghasilkan perpindahan posisi dengan gesekan dengan cara bergulir. Fungsi kereta api ini yang 1

Laporan Bahan dan Proses

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Laporan Bahan dan Proses Pembuatan Roda Kereta Api

Citation preview

Page 1: Laporan Bahan dan Proses

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Kereta api merupakan salah satu moda transportasi yang memiliki

karakterik dan keunggulan khusus, terutama dalam kemampuannya untuk

mengangkut baik orang maupun barang secara massal, menghemat energi,

menghemat penggunaan ruang, mempunyai faktor keamanan yang tinggi,

memiliki tingkat pencemaran yang rendah serta lebih efisien dibandingkan

dengan moda transportasi jalan untuk angkutan jarak jauh dan untuk daerah

yang padat lalu lintasnya seperti angkutan perkotaan (UU RI No. 23, 2007)

Untuk mendukung operasional kereta api, maka diperlukan dukungan

penyediaan komponen yang berkesinambungan. Salah satunya adalah roda

kereta api.

Roda kereta api memiliki fungsi sesuai dengan kinerjanya yang

berpengaruh terhadap kriteria karakteristik yang harus dimiliki. Fungsi kereta

api adalah untuk menahan seluruh beban kereta api dan untuk menghasilkan

perpindahan posisi dengan gesekan dengan cara bergulir. Fungsi kereta api ini

yang harus dapat dipenuhi oleh karakteristik material roda kereta api.

Karakteristik yang harus dimiliki oleh roda kereta api antara lain kekerasan

permukaan yang tinggi untuk menahan gesekan, ketangguhan yang tinggi untuk

menahan beban dan keuletan yang tinggi. Karakteristik materal roda kereta api

tersebut dipengaruhi oleh pemilihan material dan proses manufaktur.

Dari latar belakang tersebut maka disusunlah laporan ini yang bertujuan

untuk mengetahui pemilihan material dan proses manufaktur yang sesuai

dengan kriteria karakteristik yang harus dimiliki, sehingga menunjang fungsi

dan kinerja roda kereta api. Roda kereta api yang diamati adalah roda kereta api

golongan C, yaitu untuk kereta dan gerbong untuk beban berat dengan

kecepatan normal (JIS E5402).

1

Page 2: Laporan Bahan dan Proses

1.2 Identifikasi Masalah

Identifikasi masalah dalam penulisan laporan ini adalah sebagai berikut:

1. Apa material yang digunakan untuk roda kereta api?

2. Bagaimana proses manufaktur roda kereta api?

3. Bagaimana kekerasan dan struktur mikro material roda kereta api?

1.3 Tujuan Penulisan

Penulisan laporan ini bertujuan untuk:

1. Memenuhi tugas mata kuliah Pemilihan Bahan dan Proses pada

Jurusan Teknik Metalurgi, Fakultas Teknik, Universitas Jenderal

Achmad Yani;

2. Mengetahui material yang digunakan untuk roda kereta api;

3. Mengetahui proses manufaktur roda kereta api;

4. Mengetahui kekerasan dan struktur mikro material roda kereta api.

1.4 Metodologi Penelitian

1.4.1 Metode Penyusunan Laporan

Metode yang digunakan pada penyusunan laporan ini yaitu:

1. Metode deskriptif

2. Metode eksperimen

2

Page 3: Laporan Bahan dan Proses

1.4.2 Diagram Alir

Diagram alir penelitian sebagai berikut:

Gambar 1.1 Diagram alir penelitian

1.5 Sistematika Pembahasan

Sistematika dalam penulisan laporan ini adalah sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini disampaikan latar belakang masalah, identifikasi

masalah, tujuan penulisan, metodologi penelitian dan

sistematika pembahasan.

BAB II DASAR TEORI

Pada bab ini disampaikan dasar teori yang menunjang

penelitian.

3

Mulai

Studi Literatur Persiapan Spesimen

Uji Kekerasan

Micro-Vickerz

Metalografi

Struktur Mikro

Analisis

Kesimpulan

Selesai

Page 4: Laporan Bahan dan Proses

BAB III PROSES MANUFAKTUR

Pada bab ini disampaikan proses manufaktur yang dilakukan

pada roda kereta api

BAB IV DATA DAN ANALISIS

Pada bab ini disampaikan hasil-hasil pengujian serta analisis

dan pembahasannya.

BAB V KESIMPULAN

Pada bab ini disampaikan ringkasan hasil penelitian yang

dikaitkan dengan tujuan penelitian yang ingin dicapai.

4

Page 5: Laporan Bahan dan Proses

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Kereta api

2.1.1 Pengertian Kereta Api

Kereta api adalah sarana perkeratapaian dengan tenaga gerak, baik

berjalan sendiri maupun dirangkaikan dengan sarana perkeretaapian

lainnya, yang akan ataupun sedang bergerak di jalan rel yang terkait

dengan perjalanan kereta api. Sarana perkeretaapian menurut jeisnya

terdiri dari lokomotif, kereta, gerbon dan peralatan khusus. Yang

dimaksud dengan lokomotif adalah sarana perkeretaapian yang memiliki

penggerak sendiri yang bergerak dan digunakan untuk menarik dan/ atu

mendorong kereta, gerbon dan/ atau peralatan khusus. Kereta adalah

sarana perkeretaapian yang ditarik lokomotif atau mempunyai penggerak

sendiri yang digunakan untuk mengangkut orang barang, antara lain

gerbong datar, gerbong tertutup, gerbong terbuka dan gerbong tangki.

Peralatan khusus adalah sarana perkeretaapian yang tidak digunakan

untuk angkutan penumpang atau barang, tetapi untuk keperluan khusus,

antara lain kereta inspeksi (lori), gerbong penolong derek (crane), kereta

ukur dan kereta pemeliharaan jalan rel (Undang-Undang No. 23, 27)

2.1.2 Jenis Kereta Api

Kereta api dibedakan atas dasar kecepatan, tenaga penggerak, jenis

rel dan posisinya terhadap tanah. Berdasarkan kecepatannya kereta api

dibedakan menjadi kereta api kecepatan normal (kurang dari 200 km/jam)

dan kereta api kecepatan tinggi (lebih dari 200 km/jam). Berdasarkan

tenaga penggeraknya, kereta api dibedakan menjadi kereta api uap, kereta

api diesel dan kereta api listrik. Berdasarkan jenis relnya, kereta api

dibedakan menjadi kereta api konvensional dan kereta api monorel.

5

Page 6: Laporan Bahan dan Proses

Berdasarkan posisinya terhadap tanah, kereta api dibedakan menjadi

kereta api permukaan dan kereta api bawah tanah.

2.2 Roda Kereta Api

2.2.1 Perangkat Roda Kereta Api (Wheel set)

Perangkat roda kereta api terpasang pada bogie dimana biasanya

pada satu bogie memiliki dua pasang roda (dua gandar) sehingga pada

masing-masing bogie terdiri dari empat buah roda. Sementara itu, sebuah

gerbong biasanya terdiri dari dua buah bogie shingga jumlah total roda

pada sebuah gerbong adalah delapan keping.

Rel dan roda merupakan pasangan yang sangat menentukan dan

menjadi ciri khas keunggulan dari kendaraan jalan rel. sebuah kendaraan

jalan rel pada dasarnya terdiri dari sebuah badan (body) yang ditopang

oleh bogie dengan seperangkat roda.

Gambar 2.1 Perangkat roda kereta api

2.2.2 Jenis Roda Kereta Api

Roda kereta api ada dua macam yaitu roda kereta api kasut

(bandasi/ bandase) dan roda kereta api monoblok (solid). Roda kasut

seperti tampak pada gambar 2.3 terdiri dari dua bagian yaitu peleg dan

ban baja yang dinamakan kasut roda. Pemasangan kasut roda dengan

peleg dilakukan dengan proses penekanan pada temperatur tertentu. Jika

6

Page 7: Laporan Bahan dan Proses

terjadi keausan pada roda jenis ini, maka yang diganti cukup kasut

rodanya saja.

Gambar 2.2. Roda kasut

Pada perkembangannya penggunaan roda kasut diketahui

mengandung resiko yang cukup tinggi karena bisa terjadi hubungan yang

longgar antara kasut roda dan peleg yang bisa menyebabkan terlepasnya

kasut roda dari peleg. Kelonggaran ini bisa terjadi karena adanya

pemuaian kasut doa sebagai akibat dari adanya panas yang terjadi ketika

ada gesekan antara roda dengan rel dan juga antara roda dengan rem blok

pada proses pengereman. Ketika roda kereta api jenis ini dipakai, roda

tersebut harus sesering mungkin diperiksa untuk memastikan ada atau

tidak ada kelonggaran tersebut. Roda jenis ini banyak dipakai ketika

kecepatan kereta api masih dibawah 50 km/ jam.

Seiring perkembangan teknologi kereta api, kecepatan kereta api

semakin tinggi lebih dari 50 km/jam. Kecepatan kereta api yang semakin

tinggi tersebut mengakibatkan resiko terlepasnya kasut roda dari peleg

juga semakin tinggi. Oleh karena itu pada saat ini roda kereta api yang

banyak digunakan adalah roda kereta api jenis monoblok. Roda jenis

7

Page 8: Laporan Bahan dan Proses

kereta jenis ini tidak mempunyai bagian-bagian yang terpisah seperti pada

jenis roda kasut, tetapi merpakan produk solid seperti yang ditunjukan

pada gambar 2.4.

Gambar 2.3 Roda Monoblok

Berdasarkan diameter dan penggunaannya, roda kereta api

dikelompokkan menjadi beberapa golongan seperti pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Penggolongan Roda Kereta Api

No. Jenis Roda Diameter

(mm)

Penggunaan

1. Golongan O 1016 Lokomotif DE/ GM

2. Golongan L 914 Lokomotif DE/ GE, DH

3. Golongan DD 850 Gerbong KKBW 50 ton

4. Golongan HH 860 KRL/ KRD

5. Golongan CC 774 Kereta dan gerbong

6. Golongan P 860 Kereta bogie K9

8

Page 9: Laporan Bahan dan Proses

BAB III

PROSES MANUFAKTUR

3.1 Gambar Teknik Roda Kereta Api

Gambar 3.1 Gambar teknik roda kereta api

9

Page 10: Laporan Bahan dan Proses

3.2 Material Roda Kereta Api

Material roda kereta api adalah baja karbon medium sampai baja karbon

tinggi. Roda kereta api grade C44 dibuat dari baja karbon medium. Hal tersebut

sesuai dan mengacu pula pada standar JIS E5402.

Tabel 3.1 Komposisi kimia material roda kereta api pada JIS E402

Grade

JIS E5402

%C

max

%Si

max

%M

n

max

%F

max

%S

Max

%Cr

max

%Co

max

%M

o

Max

%Ni

max

%V

max

C44 0.46 0.40 0.90 0.040 0.040 0.30 0.30 0.08 0.30 0.05

C48 0.50 0.40 0.90 0.040 0.040 0.30 0.30 0.08 0.30 0.05

C51 0.54 0.40 0.90 0.040 0.040 0.30 0.30 0.08 0.30 0.05

C55 0.58 0.40 0.90 0.040 0.040 0.30 0.30 0.08 0.30 0.05

C64 0.67 0.40 0.90 0.040 0.040 0.30 0.30 0.08 0.30 0.05

C74 0.77 0.40 0.90 0.040 0.040 0.30 0.30 0.08 0.30 0.05

Tabel 3.2 Sifat mekanik material roda kereta api pada JIS E402

Grade

JIS E5402

Yield

N/mm2

UTS

N/mm2

A (Min)

%

Z (Min)

%

Charpy U

20oC J min

Hardness

HB

C44 N/S 770-890 15 N/S 15 197 – 277

C48 N/S 820-940 14 N/S 15 235 - 285

C51 N/S 860-980 13 N/S 15 248 – 302

C55 N/S 800-1050 12 N/S 12 255 – 311

C64 N/S 940-1140 11 N/S 10 277 – 341

C74 N/S 1040-1240 9 N/S 8 293 - 363

3.3 Proses Pembuatan Roda Kereta Api

10

Page 11: Laporan Bahan dan Proses

Roda kereta api dapat diproduksi dengan teknik pengecoran maupun

dengan teknik penempaan. Teknik ini tercantum pada standar JIS E 5402: 1998,

ASTM A 583: 1999. Kedua teknik ini sudah banyak diterapkan di industri roda

kereta api diseluruh dunia. Pada penelitian ini proses pembuatan yang

dilakukan adalah penempaan dengan tahapan proses sesuai pada gambar 3.3.

Gambar 3.2 Skema proses pembuatan roda kereta api

3.3.1 Proses Penempaan

Penempaan (forging) merupakan proses pembentukan logam

untuk menghasilkan produk akhir dengan memberikan gaya tekan

dengan laju pembebanan tertentu. Pada pembentukan ini, benda

kerja dipukul atau ditekan dengan perkakas melalui beberapa

tahapan. Beberapa contoh produk yang dihasilkan dengan

menggunakan teknologi penempaan antara lain connecting rod,

11

Page 12: Laporan Bahan dan Proses

roda gigi, peralatan tangan dan komponen-komponen otomotif

lainnya.

Penempaan dapat dilakukan pada temperatur kamar (cold

forging) atau diatas temperatur kamar (warm atau hot forging).

Proses cold forging membutuhkan gaya yang lebih besar dan benda

kerja harus memiliki keuletan yang cukup pada temperatur kamar.

Hasil produknya akan memiliki permukaan akhir dan akurasi

ukuran yang baik. Sedangkan proses hot forging membutuhkan

gaya yang lebih kecil tetapi produknya memiliki permukaan akhir

dan akurasi ukuran yang tiak terlalu baik. Pada umumnya cold

forging dilakukan pada benda kerja yang berukuran kecil,

sedangkan hot forging dilakukan pada kerja yang berukuran besar.

Proses tempa menghasilkan aliran logam dan struktur butir

yang dapat dikontrol sehingga produknya memiliki kekuatan dan

ketangguhan yang baik. Produk tempa dapat digunakan untuk

aplikasi kekuatan tinggi.

Terdapat beberapa jenis penempaan antara lain open die

forging, closed die forging, precision forging, rotary swaging dan

lainnya. Pada proses pembuatan roda kereta api, proses yang

digunakan adalah open die forging dan closed die forging.

Open die forging adalah proses penempaan yang dilakukan

dengan meletakkan benda kerja diantara die yang berbentuk datar

atau yang berbentuk sederhana. Proses ini dilakukan untuk

memberikan bentuk awal benda kerja yang akan dilanjutkan dengan

closed die forging. Open die forging pada proses pembuatan roda

kereta api dilakukan dengan tekanan 2000 ton press.

Closed die forging adalah proses penempaan yang

menggunakan sepasang die block yang secara presisi membentuk

benda kerja yang diinginkan. Penempaan dengan menggunakan die

block ini akan menghasilkan produk yang memiliki toleransi ukuran

12

Page 13: Laporan Bahan dan Proses

yang lebih presisi. Die block terdiri dari dua bagian, yaitu die

bagian atas dan die bagian bawah. Closed die forging pada proses

pembuatan roda kereta api dilakukan dengan tekanan 5000 ton

press.

3.3.2

13

Page 14: Laporan Bahan dan Proses

3.3.2 Proses Induction Hardening

Proses induction hardening merupakan salah satu dari proses

pengerasan permukaan yang bertujuan untuk memperoleh

kekerasan hanya pada lapisan permukaan saja sehingga dihasilkan

material dengan permukaan yang memiliki kekerasan permukaan

tinggi sedangkan bagian dalamnya tetap seperti semula (kekerasan

rendah, tetapi keuletan tinggi). Hal ini sesuai dengan kebutuhan

roda kereta api yang memerlukan permukaan dengan kekerasan

tinggi tetapi bagian dalam tetap ulet.

Pada proses induction hardening, komposisi kimia dari

permukaan benda tidak berubah. Pengerasan dilakukan dengan

memanaskan hanya bagian permukaan dari benda tersebut.

Pemanasan ditimbulkan oleh arus induksi yang terjadi karena

adanya medan magnet yang berubah-ubah dengan sangat cepat

(disekitar konduktor yang dialiri listrik akan timbul medan magnet

yang besar dan arahnya tergantung pada besar dan arah arus yang

mengalir).

Arus induksi ini akan menimbulkan panas, karena arus

induksi ini terjadi di permukaan maka panas akan terjadi di

permukaan. Untuk menimbulkan pemanasan yang merata pada

permukaan, maka benda kerja diletakkan di dekat koil yang dialiri

arus bolak-balik frekuensi tinggi. Tebal kulit tergantung pada

tebalnya permukaan yang mengalami pemanasan sampai ke

temperatur austenit sebelum di quenching.

3.3.3 Proses Pemesinan

Proses pemesinan dilakukan untuk menyempurnakan bentuk

dari roda kereta api hasil penempaan.

14

Page 15: Laporan Bahan dan Proses

15

Page 16: Laporan Bahan dan Proses

BAB IV

DATA DAN ANALISIS

4.1 Metalografi

Pada spesimen roda kereta api, dilakukan proses metalografi pada bagian-

bagian tertentu yaitu:

Gambar 4.1 Ilustrasi bagian pemotongan spesimen

Gambar 4.2 Spesimen metalografi roda kereta api

16

1

2

2 1

Page 17: Laporan Bahan dan Proses

Spesimen dipotong dengan menggunakan gergaji manual, kemudian

spesimen diamplas mulai dari amplas 400-2000 grit. Proses dilanjutkan dengan

pemolesan menggunakan alumina dalam betuk pasta, kemudian dilakukan etsa.

Etsa dilakukan menggunakan Nital (HNO3 dengan pelarut alcohol konsentrasi

2%) selama 3 detik. Kemudian diamati struktur mikronya.

Hasil metalografi sebagai berikut:

Gambar 4.3 Hasil metalografi spesimen 1

Gambar 4.4 Hasil metalografi spesimen 2

4.2

17

Page 18: Laporan Bahan dan Proses

4.2 Hasil Uji Keras

Pengujian kekerasan dilakukan dengan metode micro-vickers dengan

tujuan untuk memperoleh hasil kekerasan di bagian permukaan dan bagian

dalam material. Data kekerasan ditunjukkan pada Tabel 4.1.Tabel 4.1 Data kekerasan spesimen roda kereta api

Titik

Ke-

Spesimen 1 Spesimen 2

Diagonal (µm) Kekerasan Diagonal (µm) Kekerasan

d1 d2 HV HB d1 d2 HV HB1 92.23 92.23 217.74 206.85 87.89 86.51 243.58 231.402 90.19 91.04 225.57 214.29 90.66 90.64 225.39 214.123 92.02 90.8 221.66 210.57 85.13 89.25 243.64 231.454 91.29 90.06 225.34 214.07 94.19 92.08 213.53 202.855 90.90 97.67 207.91 197.51 83.31 87.91 252.71 240.07

4.3

18

Page 19: Laporan Bahan dan Proses

4.3 Analisis

Pada penelitian ini, dilakukan perancangan bahan dan proses manufaktur

dari roda kereta api jenis C yang digunakan untuk kereta dan gerbong untuk

beban berat dengan kecepatan normal (JIS E5402).

Bahan yang digunakan untuk roda kereta api harus memiliki sifat yang

menunjang fungsi dan kinerja roda kereta api, yaitu memiliki kekerasan

permukaan yang tinggi, ketangguhan yang baik dan keuletan yang baik. Untuk

mendapatkan material yang sesuai, dilakukan pemilihan bahan roda kereta api

ini dengan menggunakan skema klasifikasi material teknik seperti pada gambar

4.5.

Gambar 4.5 Skema klasifikasi material teknik

Pada dasarnya, material teknik dibagi atas 2 jenis yaitu logam dan non-

logam. Pemakaian material non-logam sebagai material roda kereta api tidak

memungkinkan karena kaakteristik material non-logam tidak mampu

menunjang kinerja roda kereta api. Keramik merupakan material yang memiliki

kekerasan yang tinggi dan tahan pada suhu tinggi, namun keramik memiliki

kegetasan yang tinggi. Polimer merupakan material yang tidak tahan suhu

tinggi dan memiliki ketangguhan yang rendah. Sedangkan komposit tidak dapat

19

Material

LogamFerrous

Baja

Karbon Rendah

Karbon Medium

Karbon TinggiBesi Cor

Non-Ferrous

Non-Logam

Keramik

Polimer

Komposit

Page 20: Laporan Bahan dan Proses

digunakan sebagai material roda kereta api karena harga dari material yang

relatif mahal. Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan tersebut, maka material

non-logam tidak dapat digunakan sebagai material roda kereta api.

Logam terbagi atas 2 jenis yaitu ferrous dan non-ferrous. Logam non-

ferrous murni pada umumnya tidak digunakan begitu saja karena sifat-sifatnya

belum memenuhi syarat yang diinginkan, kecuali emas, platina dan perak yang

sudah memiliki sifat yang baik namun harganya mahal sehingga hanya

digunakan untuk keperluan khusus. Berdasarkan pertimbangan tersebut, maka

logam non-ferrous tidak dapat digunakan sebagai material roda kereta api.

Logam ferrous terbagi atas 2 jenis yaitu baja dan besi cor. Besi cor

memiliki kekerasan yang tinggi, namun getas dan ketahanan ausnya rendah. Hal

ini menyebabkan besi cor tidak dapat digunakan sebagai material roda kereta

api.

Berdasarkan kandungan karbonnya, baja terbagi atas 3 jenis yaitu baja

karbon rendah, karbon medium dan karbon tinggi. Baja karbon rendah memiliki

keuletan yang baik, tetapi kekerasannya rendah dan tidak dapat dilakukan

proses perlakuan panas. Berdasarkan pertimbangan tersebut, maka material

yang dapat digunakan sebagai roda kereta api yaitu baja karbon medium dan

baja karbon tinggi. Pada penelitian ini dipilihlah material baja karbon medium

atau JIS E5402 grade C44 dengan komposisi kimia dan sifat mekanik seperti

pada tabel 4. Baja karbon medium dapat memenuhi kebutuhan sifat

Tabel 4.2 Komposisi kimia material roda kereta api C44

Grade

JIS E5402

%C

max

%Si

max

%M

n

max

%F

max

%S

Max

%Cr

max

%Co

max

%M

o

Max

%Ni

max

%V

max

C44 0.46 0.40 0.90 0.040 0.040 0.30 0.30 0.08 0.30 0.05

Tabel 4.3 Sifat mekanik material roda kereta api C44

20

Page 21: Laporan Bahan dan Proses

Grade

JIS E5402

Yield

N/mm2

UTS

N/mm2

A (Min)

%

Z (Min)

%

Charpy U

20oC J min

Hardness

HB

C44 N/S 770-890 15 N/S 15 197 – 277

Hasil pengujian kekerasan dari roda kereta api yang menunjukkan

kekerasan antara 197.51 – 240.0 HB menunjukkan hasil yang sesuai dengan

range pada JIS E5402 yang berkisar antara 197 – 277 HB. Penggunaan

pengujian mikro Vickers dimaksudkan untuk mengetahui kekerasan dalam

skala mikro sehingga dapat diketahui kekerasan bagian yang paling dekat

dengan permukaan dan dibandingkan dengan beberapa mikronmeter lebih

dalam. Seharusnya, proses pengerasan permukaan induction hardening

menghasilkan hasil kekerasan yang tinggi dipermukaan lalu semakin dalam

akan mengecil nilainya hingga nilainya tetap. Tetapi, pada penelitian ini tidak

didapatkan hasil seperti itu. Hasil yang tidak sesuai ini kemungkinan

diakibatkan oleh alat pengujian yang kurang sempurna, kesalahan dari penguji

dan sampel yang digunakan berasal dari roda kereta api bekas. Adapun grafik

hasil pengujian kekerasan pada penelitian ini seperti pada gambar 4.6.

1 2 3 4 50

50

100

150

200

250

300

206.85 214.29 210.57 214.07197.51

231.4214.12

231.12202.85

240.07

Spesimen 1Spesimen 2

Titik ke-

Keke

rasa

n (H

B)

Gambar 4.6 Grafik perbandingan kekerasan spesimen roda kereta api

21

Page 22: Laporan Bahan dan Proses

Setelah perancangan bahan, maka dilakukan perancangan proses

manufaktur. Berdasarkan JIS E5402, terdapat dua jenis proses manufaktur yang

dapat dilakukan yaitu proses pengecoran dan proses penempaan. Pada laporan

ini tidak dilakukan proses pembuatan roda kereta api secara langsung, sehingga

hanya dilakukan peninjauan literatur untuk dibuat perbandingan antara proses

pengecoran dan penempaan. Kelebihan dari proses pengecoran adalah investasi

awal yang lebih murah, sedangkan kekurangan dari proses pengecoran adalah

proses yang harus dijaga agar tidak turbulensi, dies harus presisi dan

kemungkinan cacat lebih tinggi. Kelebihan dari proses penempaan adalah

keseragaman proses solidifikasi dan kemungkinan cacat yang lebih rendah,

sedangkan kelemahannya adalah investasi awal yang mahal. Berdasarkan

pertimbangan tersebut, dipilihlah proses manufaktur penempaan sebagai proses

manufaktur roda kereta api pada penelitian ini.

Hasil struktur mikro pada kedua spesimen roda kereta api adalah ferrite

(pada bagian yang terang) dan martensite (pada bagian yang gelap).

22

Page 23: Laporan Bahan dan Proses

BAB V

KESIMPULAN

1. Material yang cocok untuk roda kereta api yaitu baja karbon medium dengan

kandungan kimia seperti berikut:Tabel 5.1 Komposisi kimia material roda kereta api

Grade

JIS E5402

%C

max

%Si

max

%M

n

max

%F

max

%S

Max

%Cr

max

%Co

max

%M

o

Max

%Ni

max

%V

max

C44 0.46 0.40 0.90 0.040 0.040 0.30 0.30 0.08 0.30 0.05

(Sumber: JIS E5402)

2. Proses manufaktur yang cocok untuk roda kereta api yaitu penempaan dengan

tahapan:

- Continuous casting

- Penempaan

- Induction hardening

- Pemesinan

3. Hasil pengujian metalografi spesimen roda kereta api yaitu fasa martensite dan

fasa ferrite

4. Hasil pengujian kekerasan spesimen roda kereta api dapat diterima oleh standar

JIS E5402, sebagai berikut:Tabel 5.2 Hasil pengujian kekerasan

Titik

ke-

Kekerasan (HB)Spesimen

1Spesimen

21 206.85 231.402 214.29 214.123 210.57 231.454 214.07 202.85

23

Page 24: Laporan Bahan dan Proses

5 197.51 240.07DAFTAR PUSTAKA

Clarke, Martin. 2008. Wheel Steel Handbook. London: Rail Safety & Standards

Board.

Kozin, Muhammad. 2012. Pengaruh Proses Perlakuan Panas terhadap Sifat Mekanik

dan Struktur Mikro Roda Kereta Api Buatan Lokal [tesis]. Jakarta: Program

Pascasarjana FMIPA Universitas Indonesia

Okagata, Yoshinori. 2013. Design Technologies for Railway Wheels and Future

Prospects. Osaka: Nippon Steel & Sumimoto Metal Technical Report No. 105

Poschmann, I. Heat Treatment for Railway Wheels, Tyres and Rings. Reinach:

Advanced Forging Technologies.

Brosur. 2012. Chicago: Amsted Rail Company, Inc.

Brosur. Switzerland: KLW WheelCo

Brosur. Waghausel: Schuler Pressen GmbH

BPPT. 2010. Pembuatan Ulang Roda Kereta Api dengan Metoda Bandage, Reverse

Engineering dengan Memanfaatkan Kemampuan Industri Kecil Menengah. Jakarta:

Pusat Teknologi Material BBPT.

2011. Minimum Operating Requirements for Freight Vehincles, Engineering

Standard. John Holland Rail.

2000. KS Wheel for Railway Rolling Stock. Korean Standards Association.

2011. M-107/M-208 AAR Manual of Standards and Recommended Practices Wheels

and Axles.

24