1.1 LATAR BELAKANG
Besi cor maleabel merupakan hasil maleablizing besi cor putih. Pada proses maleablizing tersebut terjadi penggrafitan,yaitu sementit terdekoinposisi menjadi besi dangrafit.
Sifat mekanik besi cor maleabeltergantung pada struktur mikronya. Strukturmikro besi cor maleable terdiri grafit, denganmatriks perlit atau ferit. Matriks yang terbentuktergantung temperatur dan waktu penahanandari proses maleablizing.Dari penelitian ini dapat diketahui strukturmikro dan sifat mekanik selama proses maleablizing .Sehingga, dari hasil tersebut dapat diketahui waktu penahanan yang tepat agar didapat besi cor maleabel dengan strukturmikro dan sifat mekanik tertentu.
1.2 MAKSUD DAN TUJUAN
Maksud dan tujuan dari penelitian inidiantaranya:
• Menentukan pengaruh waktupenahanan pada proses maleablizing terhadap struktur mikro dan sifatrnekanik
• Dari data tersebut dapat diketahui waktu penahan yang tepat agar didapatstruktur mikro dan sifat mekanik tertentu.
1.3 PROSES PEMBUATAN
Bahan dan Prosedur Penelitian
Bahan baku berupa besi cor putih produksi PT. Pakarti Riken Indonesia, berbentuk silinder dengan diameter 30 rnrn, panjang 400 mm Komposisi kimia besi cor putih tersebut seperti ditunjukkan pada Tabel
Sedangkan struktur mikronya ditunjukkan pada Gambar
Untuk mencapai tujuan penelitian, dibuat sejumlah spesimen dengan diameter 30 mm dan panjang 30 mm. Proses maleablizing dengan temperatur pemanasan 850' C, waktu penahanan 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 dan 24 jarn. Selanjutnya diikuti pendinginan udara. Secara skematik proses maleablizing tersebut ditunjukkan pada Gambar 2 [2].
Dapur dinyalakan dan tempertur dinaikkan sampai 850oC. Seluruh spesimen (12 buah) dimasukkan kedalam dapur. Setelah waktu penahan 2 jam, sebuah spesimen dikeluarkan dari dapur kemudian diikuti pendinginan udara. Demikian seterusnya sebuah spesimen dikeluarkan dari dapur dengan selang waktu 2 jam.
Pemeriksaan Metalografi
Untuk menghilangkan pengaruh diameter spesimen, dipotong menjadi dua bagian seperti ditunjukkan pada Gambar 3. Pada pemeriksaan metalografi, jumlah grafit ditentukan dengan point grid counter seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Pada metoda ini dibuat grid 10 x 10 pada transparan sheet. Kemudian disuper impose pada gambar struktur mikro. Grafit yang bertepatan dengan perpotongan grid dihitung. Hasil penghitungan jumlah grafit ini merupakan persentase volurne. Oleh sebab itu untuk menghasilkan persentase berat perlu dikalikan dengan perbandingan berat jenis grafit terhadap besi [1].
Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan dengan Rockwell B, yaitu beban 100 kg dan indentor bola baja dengan diameter 1/16". Posisi pengujian kekerasan [3]. Posisi ini dipilih agar daerah akibat perbedaan jarak dari pusat dapat terwakili.
1.4 HASIL PERCOBAAN
Struktur mikro spesimen dengan waktu penahanan 2, 10 dan 22 jam ditunjukkkan pada Tabel 2. Hasil pengujian kekerasan digabung dengan jumlah grafit seperti
Pertumbuhan Grafit pada Proses Maleablizing
Dari Tabel 2. bila diplot jumlah grafit terhadap waktu penahanan seperti ditunjukkan pada Garnbar 9, dan dapat didekati dengan Persamaan Jumlah Grafit ( % ) = 0,28 t 0,6 t = waktu penahan ( jam )
Terlihat bahwa jumlah grafit naik secara eksponensial. Pertumbuhan ini akan berhenti setelah semua sementit terurai menjadi besi dan grafit . Dalam hal ini berarti pada total grafit 2,6 %.\
Struktur Mikro
Struktur rnikro dengan matrik perlitik diperoleh dengan waktu penahanan 2 jam . Sedang struktur mikro dengan matrik feritik diperoleh pada waktu penahanan 22 jam.
Diantara waktu tersebut akan diperoleh struktur mikro dengan matrik ferit-perlit. Pada matrik perlitik berarti sementit sekunder telah terurai. Sedangkan pada matrik feritik berarti semua sementit telah terurai. Pada matrik perlit-ferit berarti sebagian sementit eutektoid belum terurai.
Kekerarasan terhadap Waktu Penahanan.
Dari Tabel 2, bila diplot kekerasan ( RB ) terhadap waktu penahanan seperti ditunjukkan pada Gambar 10, dan dapat didekati denganPersamaan
RB = 91,51 e –0,008 t
t = waktu penahan ( jam )
Terlihat bahwa kekerasan turun secara eksponensial. Kekerasan akan akan konstan setelah jumlah total grafit 2,6% (matrik feritik).
1.5 Kesimpulan dan Saran
1 Pertumbuhan grafit pada proses maleablizing dapat didekati dengan persamaan: Jumlah Grafit (%) = 0,28 t0,6
2 Struktur mikro dengan matrik perlitik diperoleh dengan waktu penahanan 2 jam, sedang matrik feritik diperoleh dengan waktu penahanan 22 jam. Diantara waktu penahanan tersebut akan didapat matrik ferit-perlit.
3 Kekerasan besi cor maleabel terhadap waktu penahanan dapat didekati dengan persamaan :RB = 91,51 e –0,008 t
4 Perlu dilakukan penetitian pada temperatur pemanasan selain 850o C, untuk melihat pengaruhnya terhadap distribusi grafit.
1.6 Kesimpulan dan Saran Taruna
1. Besi cor maleable mempunyai sifat mekanik seperti baja. Besi cor maleabel merupakan hasil proses maleablizing besi cor putih. Pada proses maleablizing tersebut sementit terdekomposisi menjadi besi dan karbon temper (grafit).
2. Struktur mikro dan sifat mekanik besi cor maleabel tergantung pada temperatur dan waktu penahanan pada proses maleablizing. Pada penelitian ini besi cor putih dengan kadar karbon 2,6 % C, diameter 30 mm pajang 30 mm dimaleablizing dengan temperatur pemanasan 850' C, waktu penahanan 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14,
16, 18, 20, 22, dan 24 jam kemudian diikuti pendinginan udara .Selanjutnya spesimen dipotong pada arah panjang menjadi dua. Satu sisi untuk pengamatan metalografi, sedang yang lain untuk uji kekerasan.
3. Dari eksperimen terlihat jumlah grafit selama proses maleablizing naik secara eksponensial sedang kekerasannya turun secara eksponensial
4. Besi cor maleabel perlitik diperoleh pada waktu penahanan 2 jam sedang besi cor maleabel feritik diperoleh dengan waktu penahanan 22 jam. Sedang diantara waktu tersebut matriknya feritperlit.
Referensi
[1] Arifin Widodo, , 1986, “Optimasi waktu penahanan pada proses pembuatan besi cor mampu tempa”, Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin FTI –ITS.
[2] Hiene R.W., 1983, Principles of Metals Casting, New Delhi, Mc Graw-Hill Publishing Co Ltd.
[3] M. Machfud, 1986, “Pertumbuhan grafit pada proses penggrafitan besi cor mampu tempa”, Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin,FTI-ITS.
