library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
PENGARUH VARIASI MEDIA QUENCHING
TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN
HASIL PENGELASAN SMAW BAJA S45C
SKRIPSI
Oleh :
BAGUS SUPRIYADI NURDIN HAQ
K2513009
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
Juli 2017
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
ii
PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Bagus Supriyadi Nurdin Haq
NIM : K2513009
Program Studi : Pendidikan Teknik Mesin
Menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul "PENGARUH VARIASI
MEDIA QUENCHING TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN
KEKERASAN HASIL PENGELASAN SMAW BAJA S45C" ini benar-
benar merupakan hasil karya saya sendiri. Selain itu, sumber informasi yang
dikutip dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
daftar pustaka.
Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini hasil
jiplakan, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya.
Surakarta, Juli 2017
Yang membuat pernyataan
Bagus Supriyadi Nurdin Haq
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
iii
PENGARUH VARIASI MEDIA QUENCHING
TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN
HASIL PENGELASAN SMAW BAJA S45C
Oleh :
BAGUS SUPRIYADI NURDIN HAQ
K2513009
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Mendapatkan Gelar
Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
Juli 2017
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
iv
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
v
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
vi
ABSTRAK
Bagus Supriyadi Nurdin Haq. K2513009. PENGARUH VARIASI
MEDIA QUENCHING TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN
KEKERASAN HASIL PENGELASAN SMAW BAJA S45C. Skripsi,
Surakarta: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret
Surakarta, Juli 2017.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh media
quenching terhadap struktur mikro dan nilai kekerasan pada baja S45C
sebelum (raw material) dan sesudah pengelasan menggunakan metode
pengelasan SMAW (Shielded Metal Arc Welding).
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen. Teknik analisis data
yang digunakan yaitu deskriptif komparatif. Alat yang digunakan untuk uji
struktur mikro dan kekerasan adalah Olympus Metallurgycal Microscope dan
Vickers Hardness Tester.
Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa: (1) hasil uji
struktur mikro menunjukkan peningkatan struktur martensit setelah
pengelasan. Pada raw material, struktur martensit belum terlihat, akan tetapi
pada hasil pengelasan menggunakan metode pengelasan SMAW dengan media
quenching air, oli dan udara menunjukkan bahwa struktur martensit sudah
terlihat merata. (2) Nilai kekerasan pada hasil pengelasan menunjukkan
adanya perbedaan tingkat kekerasan. Nilai kekerasan pada raw material baja
S45C sebesar 232 VHN. Spesimen dengan media air mempunyai rata-rata nilai
kekerasan paling tinggi yaitu 411 VHN, media oli mempunyai rata-rata nilai
kekerasan 308 VHN, media udara mempunyai rata-rata nilai kekerasan 263
VHN. Penelitian ini menunjukkan bahwa hasil pengelasan SMAW
menggunakan variasi media quenching mampu mengubah struktur mikro dan
nilai kekerasan baja S45C.
Kata kunci: SMAW, baja S45C, quenching, struktur mikro, kekerasan
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
vii
ABSTRACT
Bagus Supriyadi Nurdin Haq. K2513009. THE EFFECT OF
VARIATIONS QUENCHING MEDIA ON HARDNESS AND
MICROSTRUCTURE OF S45C STEEL SMAW WELDING PRODUCTS.
Thesis, Surakarta: Teacher Training and Education Faculty of Sebelas Maret
Surakarta University, July 2017.
The purpose of this research is to find out the effect of current on
microstructure and hardness value in S45C steel before (raw material) and
after welding using Shielded Metal Arc Welding (SMAW).
This research using experiment method. The Technique of data
analysis using descriptive comparative research. The instruments that used for
testing microstructure and hardness is Olympus Metallurgical Microscope and
Vickers Hardness Tester.
Based on the results of the research conclude that (1) the results of
the microstructure testing showed the improved martensite structure after
welding. In the raw material, martensite structure didn’t exist but the result of
SMAW welding methods using quenching media of water, oil, and air that
showed martensite structure was exist. (2) The hardness value of raw material
is 232 VHN. The specimen with water media had highest average hardness
value that is 411 VHN, oil media had average hardness value that is 308 VHN,
air media had lowest average hardness value that is 263 VHN. This research
showed that the result of SMAW welding using varying quenching media can
changed the microstructure and hardness of S45C steel.
Keywords: SMAW, S45C steel, quenching, microstructure, hardness
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
viii
MOTTO
"Ingat lima perkara sebelum lima perkara: muda sebelum tua, sehat sebelum
sakit, kaya sebelum miskin, lapang sebelum sempit, hidup sebelum mati"
"Man Jadda Wajada (siapa yang bersungguh-sungguh akan berhasil), Man
Shabra Zhafira (siapa yang sabar akan beruntung), Man Saara Ala Darbi
Washala (siapa yang berjalan di jalan-Nya akan mencapai tujuan)"
"Semakin keras usaha dan doˈa maka semakin keras pula hasil yang didapat"
(Bagus Supriyadi Nurdin Haq)
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
ix
PERSEMBAHAN
Segala Puji bagi Allah SWT kupanjatkan rasa syukur karena dengan
izin dan kuasa-Nya akhirnya dapat kupersembahkan karya ini untuk:
"Ibu dan Bapak Tercinta"
Terimakasih ibu dan bapak yang telah memberikan doa dan dukungan
dalam bentuk apapun di kehidupan saya. Terimakasih atas semua
pengorbanan dan kesabaran ibu dan bapak dalam mendidik dan membimbing
anak-anaknya. Saya mohon maaf yang sebesar-besarnya kepada ibu dan
bapak apabila saya sering membuat kesalahan baik yang saya sengaja
maupun tidak sengaja.
"Adik-Adikku Tercinta"
Terimakasih untuk kedua adikku Agus Ardiansyah N.H. dan Septiana
Ardiningsih yang telah ikut membantu dan mendoakan saya dalam hal
apapun. Kalian berdua harus lebih baik dari saya.
"Tim Pengelasan PTM 2013"
Terimakasih untuk kalian Anjas Nurcahyo Kurniawan, Irfan Adi
Wibowo dan Rizal Abdul Aziz yang telah menjadi sahabat dalam suka dan
duka untuk menyelesaikan skripsi kita ini.
"Keluarga Besar Pendidikan Teknik Mesin Angkatan 2013"
Terimakasih untuk bapak ibu dosen yang telah membimbing dan
memberikan ilmu yang sangat bermanfaat untuk saya. Terimakasih juga untuk
kalian semua teman-teman seperjuangan yang telah menjadi sahabat dan
keluarga baruku selama menempuh bangku perkuliahan. Terimakasih untuk
semua kenangan yang telah kita lalui.
"Almamaterku"
Terimakasih untuk keluarga besar civitas akademika Universitas
Sebelas Maret Surakarta atas ilmu yang sangat bermanfaat bagi saya.
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
x
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT atas segala nikmat dan karunia-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul "PENGARUH
VARIASI MEDIA QUENCHING TERHADAP STRUKTUR MIKRO
DAN KEKERASAN HASIL PENGELASAN SMAW BAJA S45C".
Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan untuk
mendapatkan gelar Sarjana pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin,
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis menyadari bahwa terselesaikannya skripsi ini tidak terlepas dari
bantuan, bimbingan dan pengarahan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis
menyampaikan terimakasih kepada:
1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
2. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Fakultas Keguruan dan
Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Dr. Suharno, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberi bimbingan dan dukungan dalam penyusunan skripsi ini.
4. Dr.Eng. Nyenyep Sriwardani, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing II
yang telah memberi bimbingan dan dukungan dalam penyusunan
skripsi ini.
5. Drs. Ranto, MT. selaku Pembimbing Akademik yang telah memberi
bimbingan selama bangku perkuliahan.
6. Ibu dan Bapak yang telah memberikan doˈa, semangat dan bimbingan
dalam segala hal.
7. Teman-teman Pendidikan Teknik Mesin FKIP UNS Angkatan 2013.
8. Semua pihak yang ikut membatu dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan
karena keterbatasan penulis. Meskipun demikian, penulis berharap semoga
skripsi ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca umumnya.
Surakarta, Juli 2017
Penulis
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xi
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i
HALAMAN PERNYATAAN ...................................................................... ii
HALAMAN PENGAJUAN .......................................................................... iii
HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................... iv
HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... v
ABSTRAK .................................................................................................... vi
ABSTRACT .................................................................................................. vii
MOTTO ........................................................................................................ viii
HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... ix
KATA PENGANTAR .................................................................................. x
DAFTAR ISI ................................................................................................. xi
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xvi
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah ............................................................. 1
B. Identifkasi Masalah .................................................................... 3
C. Pembatasan Masalah .................................................................. 4
D. Rumusan Masalah ...................................................................... 4
E. Tujuan Penelitian ........................................................................ 4
F. Manfaat Penelitian ...................................................................... 5
BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA BERPIKIR DAN HIPOTESIS
A. Kajian Pustaka............................................................................ 6
1. Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Bahan...................................... 6
2. Baja dan Paduannya ............................................................... 7
3. Baja S45C ............................................................................... 10
4. Sifat Mampu Las Baja S45C .................................................. 10
5. SMAW (Shielded Metal Arc Welding)................................... 10
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xii
6. Siklus Termal Daerah Las ...................................................... 12
7. Diagram Fasa Fe3C................................................................. 12
8. Perlakuan Panas (Heat Treatment) ......................................... 14
9. Quenching .............................................................................. 15
10. Diagram CCT ....................................................................... 16
11. Uji Struktur Mikro ................................................................ 17
12. Uji Kekerasan ....................................................................... 18
13. Penelitian yang Relevan ....................................................... 20
B. Kerangka Berpikir ...................................................................... 21
C. Hipotesis ..................................................................................... 22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian .................................................... 23
B. Desain Penelitian ........................................................................ 24
C. Populasi dan Sampel .................................................................. 24
D. Teknik Pengambilan Sampel ..................................................... 25
E. Teknik Pengumpulan Data ......................................................... 26
F. Instrumen Penelitian ................................................................... 27
G. Teknik Analisis Data .................................................................. 29
H. Prosedur Penelitian .................................................................... 30
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian .......................................................................... 34
1. Hasil Pengamatan Struktur Mikro .......................................... 34
2. Hasil Uji Kekerasan ............................................................... 36
B. Pembahasan ................................................................................ 37
1. Analisis Hasil Pengamatan Struktur Mikro ............................ 37
2. Analisis Hasil Uji Kekerasan ................................................. 43
BAB V PENUTUP
A. Simpulan .................................................................................... 47
B. Implikasi ..................................................................................... 48
C. Saran ........................................................................................... 48
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xiii
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 49
LAMPIRAN .................................................................................................. 51
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Komposisi Baja S45C ................................................................ 10
Tabel 2.2 Kelebihan dan Kekurangan SMAW ........................................... 11
Tabel 4.1 Foto Mikro Spesimen Baja S45C Hasil Pengelasan SMAW ..... 35
Tabel 4.2 Hasil Uji Kekerasan Spesimen Baja S45C (Raw Material) ....... 36
Tabel 4.3 Hasil Uji Kekerasan Spesimen Baja S45C Pengelasan SMAW 37
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Skema Pengelasan SMAW .................................................... 11
Gambar 2.2 Daerah Pengelasan................................................................. 12
Gambar 2.3 Diagram Fasa Fe3C ................................................................ 13
Gambar 2.4 Diagram CCT ........................................................................ 17
Gambar 2.5 Kerangka Berpikir ................................................................. 21
Gambar 3.1 Desain Penelitian ................................................................... 24
Gambar 3.2 Sampel Penelitian .................................................................. 25
Gambar 3.3 Plat Baja S45C ....................................................................... 27
Gambar 3.4 Gerinda Tangan ..................................................................... 27
Gambar 3.5 Jangka Sorong ....................................................................... 27
Gambar 3.6 Bevel Sudut ........................................................................... 27
Gambar 3.7 Mesin Las SMAW ................................................................. 28
Gambar 3.8 Alat Uji Struktur Mikro Olympus PME................................. 28
Gambar 3.9 Alat Uji Kekerasan Vickers ................................................... 28
Gambar 3.10 Diagram Alur Penelitian ........................................................ 30
Gambar 3.11 Dimensi Spesimen Las .......................................................... 31
Gambar 4.1 Foto Mikro Spesimen Baja S45C (Raw Material) ................ 34
Gambar 4.2 Spesimen Uji Kekerasan........................................................ 36
Gambar 4.3 Diagram CTT (Continuous Cooling Transformation) .......... 37
Gambar 4.4 Struktur Mikro Raw Material Spesimen Baja S45C ............. 38
Gambar 4.5 Struktur Mikro Spesimen Baja S45C Media Pendingin Air 39
Gambar 4.6 Struktur Mikro Spesimen Baja S45C Media Pendingin Oli . 41
Gambar 4.7 Struktur Mikro Spesimen Baja S45C Media Pendingin Udara 42
Gambar 4.8 Titik Pengujian Kekerasan Vickers ....................................... 44
Gambar 4.9 Grafik Nilai Kekerasan Spesimen Baja S45C ....................... 44
Gambar 4.10 Diagram Rata-Rata Nilai Kekerasan Spesimen Baja S45C .. 45
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Izin Menyusun Skripsi ........................................................... 51
Lampiran 2. Presensi Seminar Proposal Skripsi ........................................ 53
Lampiran 3. Izin Penelitian ........................................................................ 56
Lampiran 4. Surat Pengantar Izin Penelitian ............................................. 58
Lampiran 5. Sertifikat Baja S45C .............................................................. 59
Lampiran 6. Laporan Pengelasan Spesimen .............................................. 60
Lampiran 7. Hasil Foto Mikro ................................................................... 61
Lampiran 8. Hasil Uji Kekerasan ............................................................... 62
Lampiran 9. Perhitungan Nilai Kekerasan ................................................. 63
Lampiran 10. Dokumentasi .......................................................................... 67