UNIVERSITAS GUNADARMA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

1
UNIVERSITAS GUNADARMAFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
PENGARUH PERUBAHAN WAKTU ANNEALING HINGGA 20
MENIT TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN KUAT TARIK BAJA
TABUNG JIS G 3116 SG 295
Disusun Oleh Nama Arif Gandavi N P M
20405115 Jurusan Teknik Mesin Pembimbing I
Prof. Drs. Syahbuddin, MSc., PhD. Pembimbing
II Elbi Wiseno, ST., MT. 
2
ABSTRAKSI
Dalam pembuatan tabung gas LPG 3kg terdapat
proses annealing, yang bertujuan untuk
menghilangkan residual stress material tabung,
memperbaiki keuletan material tabung,
menyeragamkan struktur logam, memperhalus ukuran
butir, dan menjamin kualitas material tabung yang
akan di proses ke tahap selanjutnya yaitu proses
blasting. Pada penelitian ini sampel di ambil
dari baja tabung JIS G 3116 SG 295 yang
diproduksi pada PT. Indonusa Harapan Masa. Ada
empat sampel yang diteliti yaitu sampel pertama
tanpa di annealing, sampel kedua di annealing 10
menit, sampel ketiga di annealing 15 menit,
sampel keempat di annealing 20 menit. Suhu yang
digunakan pada proses annealing 4800C hingga
6300C. Dari hasil metalografi didapatkan fasa
besi-a (ferrit) yang berwarna putih dan perlit
yang berwarna gelap, dan dari hasil metalografi
menunjukkan bahwa pada sampel yang di annealing
20 menit menunjukan hasil yang lebih baik
dibandingkan dengan sampel yang lainnya. Dari
hasil uji tarik menunjukan bahwa kuat tarik pada
sampel yang di annealing 10 menit dengan nilai
47461 kg/mm2Mpa menunjukan hasil yang lebih
baik dibandingkan sampel yang lainnya. Dan untuk
batas luluh dan elongationnya mengalami
peningkatan persentase. Semakin lama sampel di
annealing dengan suhu yang semakin tinggi, maka
keuletan dan ketangguhannya semakin meningkat.
3

• Latar Belakang
• Banyak hal yang terus dikembangkan pada produksi
  tabung LPG 3 kg. Diantaranya adalah pengembangan
  pada badan tabung yaitu dengan proses annealing.
  Pada saat proses annealing badan tabung atau baja
  tabung JIS G 3116 SG 295 mengalami proses laku
  panas yang menyebabkan terjadinya
  perubahan-perubahan sifat mekanik. Sifat mekanik
  yang dihasilkan harus baik dan disesuaikan,
• Permasalahan
• Maka perlu dilakukan pengujian mekanik kuat tarik
  di mana harus sesuai dengan standar yang
  digunakan mengacu pada spesifikasi tabung LPG
  ukuran 3 kg (SNI 1452-2007) kuat tarik 41 kgf/mm2
  - 51,3 kgf/mm2. Dalam penelitian ini akan
  menganalisa kuat tarik dan struktur mikro pada
  badan tabung gas LPG 3 kg atau baja tabung JIS G
  3116 SG 295.
• Batasan Masalah
• Annealing hanya dilakukan pada suhu 4800C hingga
  6300C dengan waktu 10, 15, dan 20 menit saja.
• Fasa yang terbentuk pada badan tabung LPG 3
  kg/JIS G 3116 SG 295.
• Pengujian kuat tarik.
• Pengujian metalografi.
• Tujuan Penelitian
• Mengetahui nilai kuat tarik baja tabung JIS G
  3116 SG 295.
• Mengetahui Struktur mikro baja tabung JIS G 3116
  SG 295.
• Membandingkan dan menerapkan teori-teori
  perkuliahan dengan kenyataan kerja yang ada di
  lapangan.

4
Landasan Teori
Baja karbon adalah paduan antara besi dan karbon
dengan sedikit Si, Mn, P, S dan Cu. Sifat baja
karbon sangat tergantung pada kadar karbon,
karena itu baja ini dikelompokan berdasarkan
kadar karbonnya. Baja karbon rendah adalah baja
dengan kadar karbon kurang dari 0,30, baja
karbon sedang mengandung 0,30 sampai 0,45
karbon dan baja karbon tinggi berisi karbon
antara 0,45 sampai 1,70.
Tabel klasifikasi baja karbon
Jenis Kelas Kadar Kekuatan Kekuatan Perpanjangan Kekerasan
    karbon luluh tarik () Brinell
    () (kg/mm2) (kg/mm2)    
  Baja lunak khusus 0,08 18-28 32-36 40-30 95-100
Baja karbon Baja sangat lunak 0,08-0,12 20-29 36-42 40-30 80-120
rendah Baja lunak 0,12-0,20 22-30 38-48 36-24 100-130
  Baja setengah lunak 0,20-0,30 24-36 44-55 32-22 112-145
Baja karbon Baja setengah keras 0,30-0,40 30-40 50-60 30-17 140-170
sedang            
Baja karbon Baja keras 0,04-0,50 34-46 58-70 26-14 160-200
tinggi Baja sangat keras 0,50-0,80 36-47 65-100 20-11 180-235
5
Diagram Fase Kesetimbangan
Pada kandungan karbon mencapai 6,67 terbentuk
struktur mikro dinamakan sementit Fe3C.
Sifat-sifat cementite adalah sangat keras dan
sangat getas. Pada sisi kiri diagram di mana pada
kandungan karbon yang sangat rendah, pada suhu
kamar terbentuk struktur mikro ferrit. Pada baja
dengan kadar karbon 0,83, struktur mikro yang
terbentuk adalah perlit, kondisi suhu dan kadar
karbon ini dinamakan titik eutectoid. Pada baja
dengan kandungan karbon rendah sampai dengan
titik eutectoid, struktur mikro yang terbentuk
adalah campuran antara ferrit dan perlit. Pada
baja dengan kandungan titik eutectoid sampai
dengan 6,67, struktur mikro yang terbentuk
adalah campuran antara perlit dan sementit. Pada
saat pendinginan dari suhu leleh baja dengan
kadar karbon rendah, akan terbentuk struktur
mikro ferrit delta lalu menjadi struktur
mikro austenit. Pada baja dengan kadar karbon
yang lebih tinggi, suhu leleh turun dengan
naiknya kadar karbon, peralihan bentuk langsung
dari leleh menjadi austenit.
6
Struktur mikro dalam baja karbon Struktur mikro
dalam baja karbon rendah
7
Annealing

• Annealing adalah suatu proses laku panas (heat
  treatment) yang dilakukan terhadap logam atau
  paduan dalam proses pembuatan suatu produk.
  Tahapan dari proses anneling ini dimulai dengan
  memanaskan logam (paduan) sampai temperatur
  tertentu, menahan pada temperatur tertentu
  tersebut selama beberapa waktu tertentu agar
  tercapai perubahan yang diinginkan. Kemudian
  mendinginkan logam atau paduan tersebut dengan
  laju pendinginan yang cukup lambat. Jenis
  annealing itu beraneka ragam, tergantung pada
  jenis atau kondisi benda kerja, temperatur
  pemanasan, lamanya waktu penahanan, laju
  pendinginan (cooling rate), dan lain sebagainya.
•  
• Tujuan dari annealing ialah untuk
• Mendapatkan baja yang mempunyai kadar karbon
  tinggi, tetapi dapat dikerjakan mesin atau
  pengerjaan dingin.
• Memperbaiki keuletan.
• Menurunkan atau menghilangkan ketidak homogenan
  stuktur.
• Memperhalus ukuran butir.
• Menghilangkan tegangan dalam.
• Menyiapkan struktur baja untuk proses perlakuan
  panas.
•  
• Proses annealing adalah sebagai berikut
• Benda kerja dimasukan kedalam tungku pemanas atau
  kotak baja yang di isi dengan terak / pasir yang
  dipanaskan.
• Panaskan pada temperatur tertentu selama waktu
  tertentu.
• Setelah cukup waktunya benda kerja dikeluarkan
  dari tungku panas tersebut.
• Benda kerja didinginkan dengan perlahan-lahan.

8
Konstruksi umum tabung LPG
9
Uji Tarik
Dimensi spesimen uji tarik (JIS Z 2201)
Gambaran singkat uji tarik dan datanya
10
METODOLOGI PENELITIAN
Diagram Alir Penealitian
11
Persiapan Bahan Pengujian Bahan tabung gas LPG
yang digunakan dalam penelitian adalah baja
tabung JIS G 3116 SG 295 yang diambil dari PT.
INDONUSA HARAPAN MASA.
C Si Mn P S Cr Mo Ni Al
0,108 0,212 0,638 0,0246 0,0111 0,0233 0.0050 0,0384 0,0020
Cu Nb Ti V B Zr CE (IIW) ) Pcm )
0.0579 0.0021 0.0153 0.0061 0.0032 0.0032 0.23 0.17
) CE (IIW) () C (Mn)/6 (CrMoV)/5
(NiCu)/15 ) Pcm () C Si/30 Mn/20
Cu/20 Ni/60 Cr/20 Mo/15 V/10 5B
Komposisi kimia hot rolled steel JIS G 3116 SG
295 sebagai badan tabung upper dan lower
12
Diagram alir proses uji tarik
13
Diagram alir proses metalografi
14
PEMBAHASAN
15
Grafik perbandingan rata-rata diameter perlit
(?m) dan faktor rasio
Grafik perbandingan rata-rata simpangan baku dari
ukuran perlit (?m) dan faktor rasio
Grafik persentase ukuran perlit pada permukaan
16
Sampel sebelum di uji tarik
Sampel sesudah di uji tarik
Grafik perbandingan elongasi pada hasil uji tarik
JIS G 3116 SG 295
Grafik perbandingan kuat tarik dan batas luluh
JIS G 3116 SG 295
17
Kesimpulan Dari hasil penelitian strukturmikro
dan kekuatan tarik baja tabung gas LPG 3 kg JIS G
3116 SG 295 di dapat kesimpulan sebagai berikut
  Pada struktur mikro baja tanpa di annealing
didapatkan fasa besi-a (ferrit) yang berwarna
putih dan pearlit yang berwarna gelap. Terdapat
fasa besi-a (ferrit) yang dikelilingi fasa perlit
berwarna gelap yang merata dan menyebar.
Rata-rata ukuran perlitnya 15,76 ?m, distribusi
perlitnya 1,75. Kuat Tariknya 46 kgf/mm2, batas
luluhnya 31 kg/mm2, dan elongasinya
28,90.   Untuk struktur mikro baja yang
diannealing pada suhu 4800C hingga 6300C dengan
waktu 10 menit terjadi perubahan ukuran perlit
yang sedikit lebih besar, tetapi penyebarannya
berkurang. Rata-rata ukuran perlitnya 22,49 ?m,
distribusi perlitnya 2,50. Kuat tariknya 47
kgf/mm2, batas luluhnya 35 kg/mm2, dan
elongasinya 30,90.   Pada struktur mikro baja
yang di annealing pada suhu 4800C hingga 6300C
dengan waktu 15 menit terdapat perubahan fasa
perlit yang ukurannya lebih besar dari pada
ukuran perlit sampel sebelumnya. Rata-rata ukuran
perlitnya 26,34 ?m, distribusi perlitnya 3,25.
Kuat tariknya 46 kgf/mm2, batas luluhnya 35
kg/mm2, dan elongasinya 31,10.   Untuk struktur
mikro baja yang di annealing pada suhu 4800C
hingga 6300C dengan waktu 20 menit terjadi
perubahan fasa besi-a (ferrit) lebih bersih putih
dari pada fasa ferrit sampel lainnya. Fasa
perlitnya membesar. Rata-rata ukuran perlitnya
29,70 ?m, distribusi perlitnya 4,00. Kuat
tariknya 46 kgf/mm2, batas luluhnya 37 kg/mm2,
dan elongasinya 33,00.   Dari hasil metalografi
menunjukkan bahwa baja yang di annealing selama
20 menit lebih baik dibandingkan dengan yang
lainnya. Semakin bertambah waktu annealing maka
semakin meningkat ukuran perlit dan distribusi
perlitnya. Untuk kuat tarik baja yang mendekati
standar SNI 1452-2007 adalah baja yang di
annealing pada suhu 4800C hingga 6300C dengan
waktu 10 menit yaitu 47 kgf/mm2. Semakin lama di
annealing maka batas luluh dan persentase
elongasinya semakin naik. Sehingga pengaruh waktu
annealing menentukan struktur mikro, kekuatan,
keuletan, dan kualitas baja tabung JIS G 3116 SG
295.
18
DAFTAR PUSTAKA 1. Krauss, George, Steel Heat
Treatment and Processing Principles, ASM
International, Material Park, Ohio, 1995. 2.
Wiryosumarto, Harsono, Toshie, okumura,
Teknologi Pengelasan Logam, Pradnya Paramita,
Jakarta, 2000. 3. Google, SNI Tabung Baja LPG
SNI 14522007/ 4. Google, Mengenal Uji Tarik
dan Sifat-sifat Mekanik Logam/ 5. http//www.inf
ometrik.com/wp-content/uploads/2009/09/image/ 6.
JIS Handbook, Ferrous Materials Metallurgy II
(English Version), 2005. 7. http//www.google.co
.id/search?qPENGKAJIANKARAKTERISTIK BAHANBAKU
28RAWMATERIAL29LEMBARANBAJA 28STEELPLATE
29UNTUKTABUNGGAS3KGPRODUK LOKAL26IMPOR
SECARAMETALURGIieutf-8oeutf- 8aqtrlsorg.
mozillaidofficialclientfirefox-a 8. Google,
Gambar Dimensi Tabung Gas LPG 3 kg/ 9. CMPFA,
Laporan Pengujian Tarik, LAB UJI MATERIAL, Kampus
Baru UI, Depok, 2010.
19
TERIMA KASIH