PENGARUH TEMPERATUR AUSTENIT PADA …digilib.unila.ac.id/55210/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdfmenyelesaikan penulisan laporan skripsi ini dengan lancar tanpa menemui kendala yang

PENGARUH TEMPERATUR AUSTENIT PADAPROSES QUENCHING TERHADAP NILAI

KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO BAJA S45C

(Skripsi)

Oleh

IZQHO DHI MARTA

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

2018

ABSTRAK

PENGARUH TEMPERATUR AUSTENIT PADA PROSES QUENCHING

TERHADAP NILAI KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO BAJA S45C

OLEH

IZQHO DHI MARTA

Sehubungan dengan semakin meningkatnya perkembangan dunia industri dan

disertai dengan kemajuan teknologi yang sangat pesat. Pada masa sekarang

kebutuhan manusia tidak lepas dari suatu unsur, yaitu baja. Baja S45C adalah

salah satu jenis baja yang dibuat dan diproduksi oleh Bohler (Japan).Baja S45C

ini dapat diberikan perlakuan panas untuk meningkatkan sifat mekaniknya.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh temperature austenite kepada

proses perlakuan panas pada baja S45C. Temperatur austenit yang diambil adalah

790˚C, 820˚C, 850˚C dengan waktu penahanan 30 menit dan juga menggunakan

media berupa air dingin.Setelah melakukan proses perlakan panas pada baja S45C

tersebut, dilakukan pengujian kekerasan dengan metode Rockwell dan pengamatan

struktur mikro. Didapatkan pada baja S45C yang tidak diberi perlakuan

mempunyai nilai kekerasan sebesar 60.93 HRB dan belum memunculkan fasa

martensit.Dan pada temperature austenit790˚C didapatkan nilai kekerasan 71.67

HRB dan sudah memunculkan fasamartensit. Dan pada temperatur austenite

820˚C dan 850˚C didapat nilai kekerasan 87 dan 90.47 HRB dengan fasa

martensit sudah banyak yang terbentuk. Dari penelitian ini didapat temperature

austenit yang optimum pada820˚Csampai 850̊ C .

Kata kunci :Baja S45C, Quenching, Kekerasan, StrukturMikro

ABSTRACT

THE EFFECT OF AUSTENIT TEMPERATURE IN THE QUENCHING

PROCESS ON VIOLENCE VALUE AND MICRO STRUCTURE OF S45C

STEEL

BY

IZQHO DHI MARTA

In connection with the increasing development of the industrial world and

accompanied by very rapid technological progress. In the present human needs

cannot be separated from an element, namely steel. S45C steel is one type of steel

made and produced by Bohler (Japan). This S45C steel can be given heat

treatment to improve its mechanical properties. This study aims to determine the

effect of austenite temperature on the heat treatment process on S45C steel. The

austenite temperature taken is 790˚C, 820˚C, 850˚C with a holding time of 30

minutes and also uses media in the form of cold water. After carrying out the heat

treatment process on the S45C steel, hardness was tested using the Rockwell

method and microstructure management. Obtained on the untreated S45C steel

has a hardness value of 60.93 HRB and has not produced the martensite phase.

And at austenite 790˚C the hardness value is 71.67 HRB and the martensite phase

has emerged. And the temperature of austenite 820˚C and 850˚C obtained

hardness values 87 and 90.47 HRB with many martensite phases formed. From

this study the optimum austenite temperature was obtained at 820˚C to 850˚C.

Keywords: S45C Steel, Quenching, Hardness, Micro Structures

PENGARUH TEMPERATUR AUSTENIT PADA

PROSES QUENCHING TERHADAP NILAI

KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO BAJA S45C

Oleh

IZQHO DHI MARTA

\

(Skripsi)

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar

SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Lampung

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

2018

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandar Lampung, Lampung pada

tanggal 25 April 1996, sebagai anak kedua dari tiga

bersaudara dari pasangan Martaria, S.Sos. dan Septi

Diana. Penulis menyelesaikan pendidikan taman kanak –

kanak di SD FRANSISKUS 01 Tanjung Karang,

menyelesaikan sekolah dasar di SD FRANSISKUS 01

Tanjung Karang, menyelesaikan sekolah menengah

pertama di SMPN 10 Bandar Lampung, menyelesaikan sekolah menengah atas di

SMAN 16 Bandar Lampung, dan pada tahun 2014 penulis terdaftar sebagai

Mahasiswa Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Lampung Selama menjadi

mahasiswa, penulis aktif dalam organisasi Himpunan Mahasiswa Teknik Mesin

Universitas Lampung maupun diluar himpunan tersebut. Dan pada bidang akademik

penulis melaksanakan Kerja Praktek di PT. South East Asia Pipe Industries di

Lampung Selatan pada tahun 2017. Dan pada skripsi ini penulis melakukan penelitian

pada bidang material dengan judul “Pengaruh Temperatur Austenit Pada Proses

Quenching Terhadap Nilai Kekerasan Dan Struktur Mikro Baja S45C dibawah

bimbingan Bapak Dr. Sugiyanto, M.T. dan Bapak Harnowo Supriadi, S.T., M.T.

Bandar Lampung, 19 Januari 2019

Izqho Dhi Marta

MOTTO

“ Jangan pernah takut akan takdir Allah SWT, Karena yakinlah Takdir dari ALLAH

SWT adalah yang terbaik”

“ Keluarga adalah harta yang paling berharga didunia”

“Jangan pernah meremehkan orang lain apalagi meremehkan diri sendiri”

Bismillahirohmanirohim

Kuniatkan karyaku ini karena:

Allah SWT

Aku persembahkan karyaku ini untuk :

Kedua orang tuaku, kedua saudara perempuanku, serta keluarga yang selalumendoakan dan mendukungku tiada henti sepanjang waktu

Dosen – dosenku dan gur – guruku yang mengajarkanku ilmu dengan ikhlas tanpamengenal lelah serta selalu mengarahkan dan memimbingku

Teman – teman seperjuanganku

Almamater tercinta:

Universitas Lampung

SANWACANA

Assalamualaikum Wr Wb

Dengan menyebut nama Allah Yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang, segala

puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Allah AWT yang senantiasa telah

melimpahkan rahmat dan pertolongan kepada penulis sehingga dapat

menyelesaikan penulisan laporan skripsi ini dengan lancar tanpa menemui

kendala yang cukup berat. Shalawat serta salam tetap dilimpahkan kepada baginda

kita Nabi Muhhamad SAW. Beserta keluarganya, sahabatnya dan seluruh

umatnya senantiasa mengikuti ajarannya sepanjang masa.

Skripsi ini adalah merupakan salah satu syarat kurikulum pada Fakultas Teknik

Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung. Tujuan dari pelaksanaan skripsi ini

adalah agar mahasiswa dapat mencoba untuk membuat sesuatu karya yang dapat

berguna dan bermanfaat bagi sekitar.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penyusunan skirpsi ini tidak lepas dari

bimbingan, motivasi dan bantuan baik secara moril maupun materil oleh banyak

pihak. Oleh karena itu dengan sepenuh hati penulis mengucapkan terimakasih

banyak kepada semua pihak, terutama kepada :

1. Kedua orang tua, kakak dan adik – adikku tersayang yang telah memberikan

dukungan, nasihat dan doa.

2. Bapak Ahmad Su’udi S.T., M.T. selaku ketua juran teknik mesin Universitas

Lampung

3. Bapak Dr. Sugiyanto, M.T. selaku dosen pembimbing pertama skripsi penu

4. Bapak Harnowo Supriadi, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing kedua skripsi

penulis

5. Bapak Moh. Badaruddin, S.T., M.T., Ph.D. selaku dosen pembahas skripsi

penulis

6. Seluruh rekan mahasiswa teknik mesin angkatan 2014 Universitas Lampung

7. Saudari Lady kovenia yang tak henti – hentinya memebrikan doa serta

dukungan kepada penulis

8. Dan semua pihak yang menolong baik secara langsung maupun tidak langsung

Sesungguhnya skripsi yang berjudul Pengaruh Temperatur Austenit Terhadap

Proses Quenching Pada Nilai Kekerasan Dan Struktur Mikro Baja S45C ini masih

jauh dari kata sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat

dibutuhkan penulis untuk kemajuan dikemudian hari. Semoga laporan ini dapat

bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan dan menjadi amal yang sholeh.

Penulis juga berharap semoga Allah SWT membalas amal baik orang – orang

yang telah membantu penulis selama ini. Aamiin.

Bandar Lampung, Januari 2019

Penulis,

Izqho Dhi Marta

xiii

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK………...................................................................................................i

ABSTRACT............................................................................................................ii

HALAMAN JUDUL.............................................................................................iii

LEMBAR PERSETUJUAN.................................................................................iv

LEMBAR PENGESAHAN…………..………………………………………….v

PERNYATAAN………………………...………………………………………..vi

RIWAYAT HIDUP…………………………...……………………………...…vii

MOTTO…………………………………...……………………………………viii

PERSEMBAHAN………………………...……………………………………...ix

KATA PENGANTAR………………………………...………………………….x

SANWACANA…………………...……………………………………………...xi

DAFTAR ISI………………………………………..……………………….....xiii

DAFTAR GAMBAR…………………………………………………………...xvi

DAFTAR TABEL……………..……………………………………………...xviii

xiv

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang...............................................................................................1

B. Tujuan…………….........................................................................................4

C. Batasan Masalah.............................................................................................4

D. Sistematika Penulisan ………………………………………………………5

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Logam Besi (Fe)...........................................................................................6

B. Baja.................................................................................................................7

C. Baja S45C……………………………..........................................................9

D. Perlakuan Panas…........................................................................................10

E. Quenching……..............................................................................................12

F. Faktor Yang Mempengaruhi Perlakuan Panas..............................................14

G. Cara Pencelupan Quenching.........................................................................15

H. Temperatur Pemanasan................................................................................17

I. Holding Time..................................................................................................18

J. Pengujian Kekerasan......................................................................................19

K. Struktur Mikro…….....................................................................................22

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Diagram Alir Penelitian.............................................................................26

B. Alat dan Bahan...........................................................................................27

C. Prosedur Penelitian.....................................................................................31

xv

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengujian………..............................................................................36

B. Pembahasan................................................................................................39

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan......................................................................................................46

B. Saran.............................................................................................................47

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xvi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Diagram perlakuan panas…................................................................11

Gambar 2. Diagram Fe – Fe3C……….................................................................12

Gambar 3. Laju arus panas dari quenching dengan media air …………...……..13

Gambar 4. Urutan tegangan hingga menyebabkan kerusakan ……….................15

Gambar 5. Cara pencelupan bahan quenching …………...…………………..…16

Gambar 6. Prinsip kerja metode Rockwell………………………………...…….22

Gambar 7. Diagram time temperature transformation (TTT)……...………...…25

Gambar 8. Diagram Alir Penelitian.......………………………………………...26

Gambar 9. Baja S45C………………………………………………………….…27

Gambar 10. Furnace (tungku pemanas)………………………………………….28

Gambar 11. Universal hardness tester…………………………………………...29

Gambar 12. Mikroskop optik………………………………………………….…30

Gambar 13. Hasil uji struktur mikro (a)tanpa perlakuan,(b) perlakuan panas 790˚

C,(c)perlakuan panas 820˚ C, (d)perlakuan panas 850˚ C…………38

Gambar 14. Struktur mikro 500x pembesaran tanpa perlakuan…………………40

Gambar 15. Struktur mikro 500x pembesaran dengan temperatur austenit sebesar

790˚ C………………………………………………………………41

xvii

Gambar 16. Struktur mikro 500x pembesaran dengan temperatur austenit sebesar

820˚ C………………………………………………………………42

Gambar 17. Struktur mikro 500x pembesaran dengan temperatur austenit sebesar

850˚ C………………………………………………………………43

Gambar 18. Grafik Perbandingan Kekerasan Dengan Temperatur Austenit…….44

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Pemakaian Baja………..............................................................................8

Tabel 2. Kandungan unsur dari baja S45C.............................................................9

Tabel 3. Skala kekerasan pengujian Rockwell.......................................................21

Tabel 4. Komposisi kimia baja S45C……………………….................................36

Tabel 5. Nilai kekerasan baja S45C……………...……..……………………..…37

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Sehubungan dengan semakin meningkatnya perkembangan dunia industri dan

perkembangan zaman, membuat manusia dapat ikut berkembang lebih maju.

Perkembangan ini juga disertai dengan kemajuan teknologi yang sangat pesat

sehingga dapat memenuhi kebutuhan yang diperlukan. Pada masa sekarang

kebutuhan manusia tidak lepas dari suatu unsur, yaitu logam. Logam memiliki

peranan yang sangat penting dalam membantu kehidupan manusia pada saat

ini, salah satunya dalam dunia industri. Salah satu bahan yang memiliki unsur

logam adalah baja. Baja merupakan logam paduan yang berasal dari logam besi

dicampur dengan elemen tertentu, termasuk unsur karbon.

Sifat yang dimiliki oleh material baja tergantung pada kandungan karbon yang

dimiliki baja tersebut. Unsur karbon sendiri merupakan salah satu unsur yang

mempengaruhi nilai kekerasan baja. Kandungan karbon dari baja tersebut

berbeda – berbeda, sesuai dengan jenisnya. Dibagi menurut kandungan

karbonnya, baja dapat dibagi menjadi 3 jenis, yaitu baja karbon rendah, baja

karbon sedang, dan baja karbon tinggi.

2

Baja S45C adalah salah satu jenis baja yang dibuat dan diproduksi oleh Bohler.

Baja S45C JIS G 4051 (Japan) adalah baja karbon yang digunakan untuk

struktur mesin. Baja S45C memiliki kandungan beberapa unsur yang

menyusunnya, yaitu Sulfur 0,035 % , Karbon 0,42 % - 0,50 %, Silikon 0,15 %

- 0,35 %, Khrom 0,2 % , Mangan 0,6% - 0,9 %, Nikel 0,2 % , Phospor 0,03 %

dan Tembaga 0,3 %. Material baja S45C biasanya digunakan pada pembuatan

komponen – komponen mesin, salah satunya pada industri otomotif. Contoh

produk yang dibuat dengan bahan baja S45C adalah connecting rod, piston pin,

shaft, crankshaft, rel kereta dan lain-lain. Pembuatan komponen tersebut

menggunakan proses pembentukan dan pengerolan. Baja S45C dapat

diperbaiki sifat mekanisnya dengan melakukan proses perlakuan panas (heat

treatment). Sifat mekanis dari baja S45C dapat dirubah sesuai dengan

kebutuhan yang diperlukan (Widodo dan Miftahul, 2016).

Perlakuan panas (heat treatment) adalah proses pemanasan dan pendinginan

yang dilakukan pada logam dalam keadaan padat dan berfungsi untuk dapat

memperbaiki struktur mikro dan sifat-sifat mekanis yang ada pada logam

sesuai kebutuhan yang diinginkan. Hasil dari proses perlakuan panas dapat

membuat material memiliki besar butir sesuai kebutuhan, kecil ataupun besar.

Dengan perlakuan panas ini juga dapat meningkatkan ketangguhan bahan dan

juga dapat meghilangkan tegangan dalam. Perlakuan panas merupakan salah

satu proses yang dapat merubah sifat mekanis dari material sesuai yang

dibutuhkan.

3

Proses perlakuan panas ini berfungsi untuk memperbaiki dan meningkatkan

nilai kekerasan dari baja tanpa mengubah komposisi kimianya. Proses

perlakuan panas terdiri dari proses pemanasan sampai pada austenisasi dan

diakhiri oleh proses pendinginan dengan kecepatan tertentu untuk mendapatkan

sifat mekanis bahan yang diinginkan. Quenching merupakan proses perlakuan

panas dengan menggunakan waktu pendinginan yang sangat cepat. Media

pendingin yang digunakan pada proses quenching adalah air, oli atau minyak,

larutan garam, dan udara. Pemilihan media ini dipengaruhi oleh sifat mekanik

yang dibutuhkan saat melakukan proses perlakuan panas tersebut (Bahtiar dkk,

2014).

Pada proses perlakuan panas (heat treatment), temperatur austenit akan dapat

menentukan dan mempengaruhi terhadap nilai dari ketangguhan dan kekerasan

material yang diberi perlakuan tersebut. Jika pemanasan dilakukan dengan

temperatur diatas daerah kritis akan membuat bahan atau material tersebut

terbentuk fasa austenit yang merupakan larutan solid dari karbon dalam baja.

Saat dilakukan pemanasan, temperatur ditahan sesuai dengan waktu yang

diinginkan, proses ini disebut holding time atau waktu penahanan. Holding

time dilakukan untuk mendapatkan kekerasan maksimum dari suatu bahan

pada proses perlakuan panas dengan cara menahan temperatur pengerasan

untuk memperoleh pemanasan yang homogen. Proses ini dapat membuat fasa

austenit yang terbentuk menjadi homogen (Bangsawan, 2012).

4

Temperatur austenit merupakan hal yang penting untuk diperhatikan saat

melakukan proses perlakuan panas pada baja yang ingin ditingkatkan sifat

mekaniknya. Temperatur austenit ini sangat berpengaruh untuk dapat

menghasilkan sifat mekanik bahan yang diinginkan. Oleh karena itu penulis

tertarik dengan pengaruh temperatur austenit pada proses quenching terhadap

nilai kekerasan dan struktur mikro pada material baja S45C yang akan diteliti.

B. Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh

temperatur austenit pada proses quenching terhadap nilai kekerasan dan

struktur mikro baja S45C.

C. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dari penelitian ini, yaitu :

1. Metode perlakuan panas (heat treatment) yang digunakan adalah quenching

dengan menggunakan media air dingin

2. Bahan atau material yang digunakan adalah baja karbon sedang yaitu baja

karbon S45C JIS (Japan Industrial Standard)

3. Menggunakan tiga variasi temperatur pemanasan (790˚C, 820˚C, 850˚C)

dan holding time 30 menit

4. Pengamatan struktur mikro dan pengujian kekerasan dengan menggunakan

metode Rockwell

5

D. Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan dari penelitian ini adalah :

1. BAB I: PENDAHULUAN

Pada bab ini terdiri dari latar belakang, tujuan, batasan masalah, dan

sistematika penulisan.

2. BAB II: TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini memuat teori mengenai hal-hal yang berkaitan dengan

penelitian ini.

3. BAB III: METODOLOGI PENELITIAN

Pada bab ini terdiri atas hal-hal yang berhubungan dengan pelaksanaan,

yaitu diagram alir, alat dan bahan, dan prosedur pengujian.

4. BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini berisikan hasil dan pembahasan dari data-data yang diperoleh

saat pengujian dilaksanakan.

5. BAB V : SIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini berisi hal-hal yang dapat disimpulkan dan saran-saran yang

ingin di sampaikan dari penelitian ini.

6. DAFTAR PUSTAKA

Berisikan literatur – literatur atau referensi-referensi yang digunakan penulis

untuk menyelesaikan laporan tugas akhir.

7. LAMPIRAN

Berisikan lampiran yang diperoleh dan digunakan sebagai penyempurnaan

laporan tugas akhir

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Logam Besi (Fe)

Besi merupakan salah satu dari elemen kimiawi yang ada pada hampir semua

tempat dibumi dan merupakan logam yang berasal dari bijih besi. Kandungan

besi yang terdapat pada bijih besi tergantung pada tempat pengambilannya.

Bijih besi ini tercampur dengan bahan – bahan lainnya, seperti silika, alumunia,

mangan, belerang, dan fosfor. Simbol dari logam besi pada tabel periodik

adalah Fe dan memiliki nilai atom sebesar 26. Logam besi dapat dibagi

menjadi 3 macam, yaitu besi tuang, besi tempa, dan baja. Besi tuang terdiri dari

2 % - 4 % karbon bersama –sama dengan mangan, fosfor, belerang, dan

silikon. Besi tempa terdiri dari 0,05 % - 0,15 % karbon dan baja terletak antara

besi tuang dan besi tempa. Besi tuang mengandung sejumlah karbon dan

sedangkan untuk besi tempa memiliki kandungan karbon yang relatif sedikit.

Logam besi ini sangat banyak digunakan pada kehidupan manusia, khususnya

pada bidang industri. Logam besi murni mempunyai sifat yang agak lunak,

oleh karena itu pada dunia industri banyak yang memadukan logam besi ini

dengan baja untuk dapat membuat material tersebut lebih kuat dan sesuai

dengan yang dibutuhkan (Didiek dan Suryadi, 1998).

7

B. Baja

Baja merupakan bahan dasar yang banyak dipakai secara luas diberbagai

bidang. Baja merupakan besi yang dipadukan atau dicampur dengan karbon.

Pemaduan antara besi dengan karbon bertujuan untuk menambah kekuatan

material tersebut. Besi dicampur dengan karbon disebut dengan baja karbon,

tetapi jika besi dicampur dengam logam lain disebut dengan baja paduan (steell

alloy). Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi sifat baja, yaitu

kandungan karbon, kandungan bahan lain, dan pemanasan. Adapun baja dapat

dibagi menjadi 3 jenis sesuai dengan kandungan unsur karbon yang

dimilikinya, yaitu :

1. Baja karbon rendah atau baja lunak

Baja dengan kandungan karbon 0 % - 0,25 % yang memilikii sifat yang

lunak dan nilai kekerasan yang kecil. Baja karbon rendah ini tidak dapat

dikeraskan tetapi mudah dilas.

2. Baja karbon sedang

Baja dengan kandungan karbon 0,25 % - 0,6 % memiliki sifat mekanik yang

baik dengan memiliki nilai keuletan dan kekerasan yang baik. Baja karbon

sedang ini dapat dikeraskan dan di tempering sesuai kebutuhan.

3. Baja karbon Tinggi

Baja dengan kandungan karbon 0,6 % - 1,4 % memiliki nilai kekerasan

yang tinggi tetapi nilai keuletannya kecil. Baja karbon tinggi ini lebih

mudah dan cepat untuk dikeraskan daripada baja karbon sedang, tetapi

susah untuk dibentuk.

8

Dari ketiga jenis baja tersebut dapat digunakan untuk berbagai macam

pembuatan alat atau komponen yang memudahkan manusia, sesuai dengan

kandungan karbon yang dimiliki baja tersebut. Pemakaian baja berdasarkan

kandungan karbonnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 1. Pemakaian baja (Didiek dan Suryadi, 1998).

% Karbon Pemakain

0,05 – 0,10 Pipa – pipa, kawat, paku, badan mobil, tabung, plat tipis

0,10 – 0,20 Paku keling, baut, pipa, tabung, kawat

0,20 – 0,30 Gir, plat ketel, bagian mesin, kawat pipa

0,30 – 0,40 Gir, kunci, las

0,40 – 0,50 Bagian mesin yang menahan beban berat, gir, as, kawat per

0,60 – 0,70 Rel, kunci mur, bagian lokomotif

0,70 – 0,80 Per, palu

0,80 – 0,90 Kunci, alat pembuat lubang, pisau untuk mesin potong

0,90 – 1,00 Bor, gunting, as, per

1,00 – 1,10 Per, bor, alat peruncing, as

1,10 – 1,20 Alat – alat pertukangan kayu, gunting

1,20 – 1,30 Bor, silet, pisau

1,30 – 1,40 Silet, bagian pemecah batu, bor

Kandungan karbon pada baja ini juga menentukan mutu pada baja tersebut.

Makin banyak kandungan karbon yang dimiliki baja tersebut, maka baja akan

semakin keras dan kuat. Tetapi jika kandungan karbon yang dimiliki baja

sedikit, maka baja akan bersifat lunak (Didiek dan Suryadi. 1998).

9

C. Baja S45C

Baja S45C adalah baja yang tergolong dalam baja karbon sedang. Kandungan

karbon yang dimiliki oleh baja S45C ini adalah sekitar 42 % - 0,50 %. Baja

S45C adalah salah satu jenis baja yang dibuat dan diproduksi oleh Bohler, dan

merupakan jenis baja yang memiliki standar buatan negara Jepang, yaitu Japan

Industrial Standart (JIS). Baja S45C ini sering digunakan sebagai bahan

pembuatan poros, alat – alat perkakas, engkol, dan juga untuk beberapa

pembuatan komponen – komponen mesin. Selain memiliki kandungan karbon,

baja S45C ini juga memiliki beberapa kandungan unsur lainnya, seperti

mangan, fosfor, dan sulfur. Kandungan beberapa unsur dari baja S45C dapat

dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 2. Kandungan unsur dari baja S45C (Hidayat dkk, 2016).

Unsur Jumlah Kandungan

Carbon (C) 0,42 – 0,50 %

Iron (Fe) 97,74 %

Mangan (Mn) 0,50 - 0,80 %

Fosfor (P) 0,035 %

Sulfur (S) 0,035 %

Baja karbbon S45C ini memiliki kandungan unsur utama berupa karbon,

mangan, dan juga besi. Karena baja ini termasuk dalam baja karbon sedang,

baja S45C ini dapat dikeraskan dengan salah satunya menggunakan proses

perlakuan panas. Proses perlakuan panas pada baja S45C ini berguna untuk

memperbaiki, meningkatkan sifat mekanis baja yang ingin dirubah sesuai

10

dengan keperluan. Dengan melakukan proses perlakuan panas pada baja S45C

dapat meningkatkan nilai kekerasan pada baja tersebut. Perbaikan sifat baja

S45C dengan proses perlakuan panas ini akan memudahkan dalam proses

permesinan, perakitan serta juga menghindari kerusakan (Hidayat dkk, 2016).

D. Perlakuan Panas

Perlakuan panas atau heat treatment adalah suatu proses pemanasan pada

logam dengan menaikkan temperatur pada titik tertentu lalu didinginkan sesuai

dengan sifak mekanik yang diinginkan. Perlakuan panas juga bisa dikatakan

proses yang tidak hanya melibatkan temperatur, tetapi proses perlakuan panas

juga mencakup penambahan unsur pada material tertentu. Proses perlakuan

panas ini memiliki 3 proses utama, yaitu proses pemanasan, penahanan, dan

pendinginan. Dan menurut cara pendinginannya, perlakuan panas dapat dibagi

menjadi 3 macam, yaitu :

1. Quenching

Pendinginan dengan waktu yang cepat, dan media pendingin berupa air, oli,

air garam, dan minyak (fluida cair).

2. Normalizing

Pendinginan dengan waktu yang sedang di udara terbuka.

3. Annealing

Pendinginan dengan waktu yang lama didalam furnace.

11

Proses perlakuan panas dapat diamati dalam diagram seperti dibawah ini :

Gambar 1. Diagram perlakuan panas

(Herbirowo, 2017)

Proses perlakuan atau heat treatment ini memiliki tujuan untuk meningkatkan

kekerasan, ketangguhan, dan keuletan bahan. Perlakuan panas juga dapat

menghilangkan atau mengurangi tegangan sisa dan memperbaiki sifat

plastisitas. Temperatur pemanasan merupakan salah satu faktor yang penting

saat melakukan proses perlakuan panas, oleh karena itu untuk dapat

menentukan temperatur pemanasan yang cocok untuk bahan tertentu dapat

dibantu dengan menggunakan diagram Fe – Fe3C. Diagram ini merupakan

suatu diagram yang dapat memperlihatkan hubungan antara temperatur dengan

kandungan karbon yang dimiliki oleh bahan. Diagram ini dapat menunjukkan

12

temperatur pemanasan yang cocok pada bahan yang ingin diberikan proses

perlakuan panas sesuai dengan kandungan yang dimiliki oleh bahan tersebut.

Gambar 2. Diagram Fe – Fe3C (Callister, 2007).

E. Quenching

Quenching adalah salah satu proses perlakuan panas yang pada proses

pendinginannya tidak memerlukan waktu yang lama (cepat) danmenggunakan

media pendingin berupa fluida cair, seperti air, air garam, oli, dan minyak.

Quenching ini biasanya dilakukan untuk dapat meningkatkan nilai kekerasan

13

pada bahan yang diberikan perlakuan tersebut. Proses quenching dilakukan

dengan cara memanaskan hingga mencapai batas austenit dan setelah itu baru

didinginkan dengan waktu yang cepat agar fasa austenit dapat berubah secara

parsial dan membentuk fasa martensit. Dengan quenching maka timbulah

perbedaan suhu antara permukaan dan core (inti). Kecepatan pendinginan

pada lapisan permukaan sangat tergantung pada kemampuan media quenching

untuk menghilangkan atau menyerap panas dari baja. Inti didinginkan melalui

difusi dari panasnya, dan setelah proses tersebut karena thermal conductivitas,

panas yang di difusi tadi keluar dari inti menuju ke kulit atau permukaan luar

bahan yang diberikan proses quenching tersebut. Jadi, kecepatan pendinginan

core ditentukan oleh conductivitas thermis serta ukuran dari benda kerja yang

akan di quenching. Dinding yang tipis atau diameter yang kecil dapat di

quenching dengan lebih cepat (Purwanto, 2016).

Gambar 3. Laju arus panas dari quenching dengan media air

(Purwanto, 2016)

14

Dari gambar diatas dapat diketahui jika Laju arus panas dari permukaan ke

dalam air jauh lebih cepat daripada laju arus dari core ke kulit / permukaan.

Hal ini akan menimbulkan perbedaan suhu yang besar.

F. Faktor Yang Mempengaruhi Proses Perlakuan Panas

Saat melakukan proses perlakuan panas pada suatu bahan, terdapat beberapa

faktor yang akan mempengaruhi nilai kekerasan pada bahan yang akan

diberikan perlakuan. Faktor – faktor ini harus diperhatikan untuk mendapatkan

hasil yang terbaik dari proses perlakuan panas atau heat treatment tersebut.

Adapun faktor –faktor yang mempengaruhi proses perlakuan panas atauheat

treatment ini adalah :

1. Machining Stresses

Machining stresses adalah tegangan selalu timbul pada benda kerja yang

dibubut, dibor, digerinda, disekrap ataupun difrais. Tegangan ini dapat

dihilangkan dengan melakukan pemanasan pada bahan tersebut. Pemanasan

yang dimaksud dapat berupa operasi hardening.

2. Thermal Stresses

Tegangan panas atau Thermal Stresses ini dapat timbul bila bahan yang

diberikan perlakuan panas, dipanaskan secara tidak merata dan terlalu

cepat, demikian pula terjadi bila suatu bahan tersebut didinginkan.

3. Transformasi Stresses

Transformasi Stresses adalah tegangan yang terjadi pada saat peralihan dari

austenite ke martensit (hardening) yaitu bila temperatur telah turun di

15

bawah kira-kira 300˚C. Tegangan ini akan menyebabkan panjang atau

dimensi bahan berukurang.

4. Gabungan Thermal dan Transformation Stresses

Pada quenching, thermal stresses akan mempengaruhi dan membuat

lapisan permukaan untuk mengkerut atau berkurang. Dan pada

transformation stresses akan memberikan efek berlawanan dari thermal

stresses, yaitu kalau cukup besar maka permukaan permukaan dari bahan

akan melengkung ke dalam.

Gambar 4. Urutan tegangan hingga menyebabkan kerusakan

(Purwanto, 2016)

G. Cara Pencelupan Quenching

Adapun cara pencelupan pada saat proses pendinginan quenching yang benar

untuk mendapatkan nilai yang baik dapat diperhatikan pada tabel dibawah ini :

16

Gambar 5. Cara pencelupan bahan quenching (Purwanto, 2016)

Terlihat pada tabel beberapa cara mencelupkan bahan hasil proses perlakuan

panas (heat treatment) dengan cara yang benar sesuai dengan bentuk dari

bahan yang diberikan perlakuan panas tersebut. Cara pencelupan bahan ini

dilakukan untuk mendapatkan hasil proses yang baik dan membuat nilai

kekerasan yang didapat bahan setelah proses perlakuan panas (heat treatment)

menjadi lebih sempurna.

17

H. Temperatur Pemanasan

Sifat mekanik yang akan didapat oleh suatu bahan yang diberikan proses

perlakuan panas akan ditentukan dari siklus pemanasan yang diberikan. Dan

salah satu varibel dari siklus tersebut yang berpengaruh adalah temperatus

pemanasan. Pada logam, khususnya baja temperatur pemanasan disebut dengan

temperatur austenit. Temperatur austenit merupakan temperatur saat logam

merubah fasa dari fasa ferrit dan pearlit menjadi fasa austenit. Proses perlakuan

panas biasanya akan meningkatkan nilai kekerasan, dan nilai kekerasan

tersebut dipengaruhi oleh temperatur pemanasan atau temperatur austenit. Saat

proses pemanasan berlangsung, struktur mikro dari bahan tersebut akan

mengalami perubahan, baik dari fasa dan bentuk butiran bahan yang diberikan

perlakuan panas tersebut. Penyebab perubahan ini disebabkan oleh dua faktor,

yaitu temperatur pemanasan atau temperatur austenit dengan waktu penahanan

atau holding time proses perlakuan panas tersebut. Pada temperatur pemanasan

diatas 850̊ C untuk baja, energi panas dari temperatur tersebut sudah dapat

merubah bentuk dari butir bahan menjadi lebih besar.

Kondisi tersebut membuat ukuran butir dari bahan tersebut tidak homogen dan

menyebabkan kekerasan dari baja tersebut menurun. Hal ini menyebabkan

bahan yang diberikan perlakuan menjadi tidak sesuai seperti yang diharapkan.

Temperatur pemanasan atau temperatur austenit dalam proses perlakuan panas

(haet treatment) akan dapat menentukan dari hasil tingkat ketahanan juga

tingkat kekuatan bahan yang dihasilkan dari proses perlakuan panas tersebut.

Jika proses pemanasan dilakukan sampai suhu di daerah atau diatas titik kritis

18

akan membuat bahan terbentuk fasa austenit. Fasa austenit merupakan larutan

solid yang terbentuk dari karbon dalam baja. Setelah terbentuk fasa austenit,

fasa ini akan berubah menjadi martensit saat proses perlakuan masuk dalam

proses pendinginan.

Dan fasa martensit ini merupakan fasa yang mempengaruhi dari nilai kekerasan

dan ketangguhan yang didapat oleh bahan yang diberikan perlakuan panas

tersebut. Oleh karena itu pembentukan martensit sangatlah penting untuk

peningkatan dari sifat mekanis bahan yang diberikan perlakuan panas

(Bangsawan dkk, 2012).

I. Holding Time

Holding time atau waktu penahanan merupakan salah satu variabel yang

berpengaruh saat melakukan proses perlakuan panas. Holding time atau waktu

penahanan pada proses perlakuan panas merupakan salah satu proses yang

dilakukan untuk bertujuan mendapatkan nilai kekerasan yang tinggi dari suatu

bahan atau material yang dilakukan dengan cara menahan temperatur

pemanasan atau temperatur austenit dengan waktu tertentu. Tujuan utama dari

proses holding time atau waktu penahanan pada proses perlakuan panas adalah

untuk memperoleh pemanasan yang sama atau homogen sehingga bentuk dari

fasa austenit yang didapat pada bahan mempunyai bentuk yang sama atau

homogen (Widodo dan Miftahul, 2016).

19

J. Pengujian Kekerasan

Pada umumnya, pengujian kekerasan bertujuan untuk menyatakan ketahanan

terhadap deformasi dan merupakan salah satu ukuran ketahanan logam

terhadap deformasi plastik atau deformasi permanen yang terjadi pada bahan

atau material yang akan di uji. Kekerasan juga sering diartikan sebagai ukuran

kemudahan dan kuantitas khusus yang menunjukkan sesuatu mengenai

kekuatan dan perlakuan panas dari suatu logam. Terdapat tiga jenis ukuran

kekerasan, tergantung pada cara melakukan pengujian, yaitu:

1. Kekerasan goresan (scratch hardness)

2. Kekerasan lekukan (indentation hardness)

3. Kekerasan pantulan (rebound).

Untuk pengujian kekerasan dengan menggunakan bahan logam, biasanya

hanya menggunakan uji kekerasan lekukan. Terdapat berbagai macam uji

kekerasan lekukan, antara lain :

1. Uji kekerasan Brinnel

Pengujian kekerasan salah satunya yang sering dipakai merupakan

pengujian kekerasan Brinnel. Pengujian kekerasan Brinnel ini ditemukan

pada tahun 1900 oleh J.A. Brinell. Pengujian kekerasan Brinnel ini

merupakan pengujian kekerasan jenis lekukan yang pertama kali digunakan

diunia industry. Prosuder awal dari pengujian kekerasan Brinnel ini

dilakukan dengan menggunakan bola baja yang telah dikerasakan dan akan

ditekan dengan beban sesuai keinginan. Dan setelah dilakukan penekanan,

20

akan ditahan selama 30 detik dan akan muncul diameter lekukan yang

dapat diukur dengan menggunakan mikroskop, setelah beban dilepas..

2. Uji kekerasan Vickers

Pengujian selanjutnya yang masih merupakan jenis pengujian kekerasan

lekukan adalah pengujian kekerasan Vickers. Pengujian kekerasan vicker

ini beda dengan pengujian Brinell. Jika pada Brinell menggunakan bola

baja sebagai indentor, pada pengujian kekerasan Vickers menggunakan

indentor berupa piramida intan yang merupakan indentor dengan bentuk

seperti bujur sangkar. Indento tersebut memiliki sudut yang berhadapan

sebesar 136 derajat.

3. Uji kekerasan Rockwell

Pengujian kekerasan lekukan selanjutnya adalah pengujian kekerasan

Rockwell. Pengujian kekerasan Rockwell hampir sama dengan pengujian

kekerasan lekukan yang lainnya, yaitu pengujian kekerasan Brinnel.

Persamaannya pada pengujian Rockwell ini yaitu hasil dari pengujiannya

didapat dari fungsi derajat dari indentasi yang ada. Beban yang diberikan

dan juga indentor yang telah digunakan berbeda – beda tergantung pada

pengujian yang dilakukan. Tetapi pada pengujian kekerasan Rockwell ini,

indentor yang digunakan untuk pengujian tersebut lebih kecil

dibandingkan dengan pengujian kekerasan Brinnel. Hal ini menyebabkan

hasil dari indentasi menjadi lebih halus dan pada industri pengujian ini

lebih sering digunakan karena sifatnya yang mudah untuk dapat dikerjakan

(Nugroho, 2011).

21

Tabel 3. Skala kekerasan pengujian Rockwwell (Wijaya, 2015)

Dengan menggunakan pengujian Rockwell dapat mendapatkan hasil nilai

kekuatan kekerasan dari bahan atau material yang diuji. Metode pengujian

Rockwell ini sangat banyak digunakan karena pengujian Rockwell memiliki

pengujian ini tidak memerlukan waktu yang lama, dan juga memiliki

keuntungan yaitu bebas dari kesalahan yang dilakukan operator. Prinsip

kerja dari proses pengujian bahan dengan menggunakan pengujian

Rockwell dapat dilihat pada gambar berikut :

22

Gambar 6. Prinsip kerja metode Rockwell (Sahwendi, 2013)

K. Struktur Mikro

Pengamatanstruktur mikro pada material atau bahan uji merupakan salah satu

cara untuk dapat mengetahui sifat fisik yang ada pada material atau bahan yang

di uji tersebut. Komposis kimia pada bahan merupakan kandungan unsur –

unsur pada bahan atau material tersebut dengan ditunjukkan dengan presentase

kandungan yang berbeda – beda. Sedangkan struktur mikro adalah sifat fisik

pada material yang bertujuan untuk dapat mengetahui susunan fasa yang terjadi

pada material tersebut. Struktur mikro pada suatu material dapat dilihat dengan

menggunakan alat mikroskop optik. Alat yang digunakan pada proses

pengujian mikroskopik ini biasanya menggunakan mikroskopik optik dengan

berbagai macam pembesaran. Semakin besar pembesaran yang dilakukan

dengan mikroskopik optik akan membuat struktur mikro pada material atau

bahan yang di uji akan terlihat dengan jelas (Sahwendi, 2013). Beberapa fasa

yang sering ditemukan dalama baja karbon adalah :

23

1. Austenit (γ)

Fasa ini austenit ini juga disebut dengan fasa gamma (γ). Fasa austenit

merupakan larutan padat interstisi karbon dengan sel satuan berupa kubik

pemusatan sisi. Ruang antar atomnya lebih besar dibandingkan ferit dan fasa

ini stabil pada temperatur tinggi.Pada proses quenching selanjutnya austenit

akan menjadi fasa ferit dan fasa perlit atau fasa perlit dan sementit. Pada

temperatur stabil austenit bersifat lunak dan liat sehingga mudah dibentuk.

Austenit merupakan fasa penting sebagai dasar pembentuk fasa-fasa lainnya

dalam proses perlakuan panas termasuk perlakuan panas pada permukaan

baja dan sifat kristalnya adalah FCC (face center cubic).

2. Ferit (α)

Fasa ini disebut juga alpha (α) dan merupakan larutan padat intersrisi

karbon dengan sel satuan berupa kubik pemusatan ruang. Ruang antar

atomnya kecil dan rapat sehingga kelarutan karbon sangat kecil. Pada

temperatur ruang, kadar karbonnya hanya 0,008% dan memiliki struktur

kristal BCC (body center cubic). Fasa ini memiliki sifat ketangguhan

rendah, keuletan tinggi, ketahanan korosi medium. Dibawah mikroskop

ferlit terlihat berwarna putih.

3. Sementit (Fe3C)

Fasa ini merupakan paduan besi disebut karbida besi yang merupakan

senyawa kimia dengan rumus (Fe3C). Fasa sementit ini memepunyai bentuk

kristal orthorombik. Fasa sementit ini juga merupakan fasa yang memiliki

kadar karbon sebesar 6,7% dan juga merupakan salah satu fasa yang

mempunyai sifat keras tetapi getas. Pada bahan material seperti baja, fasa

24

sementiti ini berguna untuk dapat meningkatkan nilai kekerasan dari suatu

material.

4. Perlit

Fasaa perlit merupakan fasa hasil dari campuran dua fasa, yaitu fasa

sementit dan fasa ferit. Fasa ferit yang membentuk fasa perlit ini

membentang dan merata di penampang fasa tersebut. Struktu yang dimiliki

oleh fasa perlit ini merupakan hasil dari proses perubahan fasa austenite

dengan dilakukan proses pendinginan normal dengan menggunakan media

udara yang telah melewati temperature kritis(700°C sampai 900°C).

5. Martensit

Fasa martensit merupakan fasa yang merupakan dari dua gabungan fasa,

yaitu fasa ferit dan fasa sementit. Pada fasa martensit, fasa sementit yang

terbentuk dalam bentuk yang tidak lamellar melainkan fasa sementitnya

berbentuk jarum-jarum sementit. Fasa martensit ini dapat dihasilkan dengan

melakukan proses pendinginan cepat pada fasa austenit.Fasa ini merupakan

fasa yang terbentuk jika memiliki kadar karbon dalam material sebesar 0,6

%. Fasa martensit merupakan fasa yang dapat meningkatkan nilai kekerasan

pada bahan.

6. Bainit

Bainit merupakan fasa yang terjadi akibat transformasi pendinginan yang

sangat cepat dimana semua unsur paduan masih larut dalam keadaan padat

dan atom karbon tidak sempat berdifusi keluar. Pada proses pembentukan

bainit, austenit dibiarkan bertransformasi secara isothermal menjadi ferit

dan karbida pada temperatur antara 250 - 550 ˚C dan ditahan pada suhu

25

tersebut (isothermal) . Untuk ini diperlukan celup pada air garam untuk

mencegah terbentuknya perlit pada temperatur yang lebih tinggi. Sehingga

akan membentuk sifat bainit yang kuat dan tangguh (Nurjanti, 2013).

Terdapat diagram yang dapat menunjukan batas-batas transformasi untuk

temperatur dalam waktu tertentu, yaitu diagram time temperature

transformation (TTT). Diagram TTT berguna untuk dapat melihat hubungan

terhadap waktu dan temperatur dalam proses pendinginan terhadap fasa dari

awal sampai terbentuk (Sahwendi, 2013).

Gambar 7. Diagram time temperature transformation (TTT)

(Sahwendi, 2013)

26

Ya

Tidak

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Diagram Alir Penelitian

Berikut merupakan diagram alir penelitian yang dilakukan

Gambar 8. Diagram Alir Penelitian

Mulai

Studi Literatur

Perlakuan Panas

Temperatur Austenit790˚C (Holding Time 30

Menit)

Quenching DenganMedia Air Dingin

Selesai

Persiapan Spesimen Atau

Bahan Uji Baja S45C

Temperatur Austenit820˚C (Holding Time

30 Menit)

Temperatur Austenit850˚C (Holding Time 30

Menit)

Pengujian KekerasanRockwell

Pengujian Struktur Mikro

Kesimpulan

Analisis Data

27

B. Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah :

1. Baja S45C

Gambar 9. Baja S45C

Baja S45C merupakan salah satu jenis baja karbon sedang dan dipilih

sebagai bahan penelitian karena baja ini memiliki penggunaan sebagai

keperluan dalam bidang industri.

Adapun dimensi dari spesimen untuk penelitian ini adalah :

a. Proses perlakuan panas dan uji kekerasan Rockwell

Panjang = 40 mm

Lebar = 30 mm

Tebal = 10 mm

b. Struktur mikro

Panjang = 10 mm

28

Lebar = 10 mm

Tebal = 10 mm

2. Furnace (tungku pemanas)

Gambar 10. Furnace (tungku pemanas)

Furnace (tungku pemanas) merupakan alat yang digunakan untuk

melakukan proses pemanasan pada bahan uji sampai temperatur austenit.

Pada penelitian ini menggunakan furnace buatan perusahaan Naberthrem

asal Germany, dengan beberapa spesifikasi singkat seperti dibawah ini :

Model = L 64/14

Nomor = 156349

Temperatur Max = 1400˚ C

Connected Load = 13.0 kW

29

Tegangan = 40 V

Frekuensi = 50 Hz

3. Universal hardness tester

Gambar 11. Universal hardness tester

Universal hardness tester merupakan alat untuk melakukan pengujian

kekerasan pada bahan. Pada penelitian kali ini menggunakan metode

Rockwell dengan menggunakan diameter bola baja sebesar 1/6”. Alat uji

kekerasan yang digunakan pada penelitian ini menggunakan alat universal

hardness tester buatan perusahaan Grumello yang berasal dari Italy, dengan

spesifikasi singkat seperti dibawah ini :

Model = A 100

Nomor = 323700

30

Display = Annalog

Minimum reading = 0.5 HR

Total testing and force duration = Manual

Maximum speciment height = 180 mm

Maximum speciment depth =165 mm

4. Mikroskop optik

Gambar 12. Mikroskop optik

Mikroskop optik digunakan untuk dapat melihat struktur mikro hasil

perlakuan panas pada baja S45C dengan 500x pembesaran. Pada penelitian

ini menggunakan mikroskop optik Celestron dari Amerika Serikat, dengan

spesifikasi singkat seperti dibawah ini :

Model = CM800

No = 44104

31

Magnification = Sampai 500x

Lensa objektif = 4x, 10x, 40x

Focusing knobs = Kasar dan halus dan adjustable arm 0° sampai 60°

C. Prosedur Penelitian

Prosedur pengujian pada penelitian ini memiliki beberapa tahap dari persiapan

bahan sampai dengan pengujian. Adapun prosedur pengujian pada penelitian

ini adalah :

1. Pembuatan spesimen atau bahan uji baja S45C

Baja S45C yang digunakan pada penelitian ini didapatkan dengan cara

pembelian. Kondisi awal dari baja tersebut merupakan sebuah baja plat

yang dipotong sesuai ukuran pemesan. Pembuatan spesimen atau bahan uji

baja S45C dilakukan dengan menggunakan alat pemotong berupa gerinda.

Pemotongan dilakukan sesuai dengan dimensi yang diperlukan. Dengan

memiliki panjang 40 mm, lebar 30 mm, dan tebal 10 mm.

2. Proses perlakuan panas pada spesimen atau bahan uji baja S45C

Adapun tahapan pada proses perlakuan panas pada spesimen atau bahan uji

baja S45C adalah :

a. Baja S45C yang telah memiliki dimensi sesuai dengan diperlukan

dimasukkan kedalam tungku pemanas (furnace) sampai mencapai

temperatur pemanasan yang diinginkan (790˚ C, 820˚ C, 850˚ C).

32

b. Saat mencapai temperatur pemanasan sesuai yang diinginkan (790˚ C,

820˚ C, 850˚ C), dilakukan proses holding time dengan lama waktu

penahanan sebesar 30 menit.

c. Kemudian baja dilakukan proses pendinginan dengan waktu yang cepat

(quenching) kedalam media air yang dingin.

d. Setelah didinginkan di air, angkat baja S45C untuk dikeringkan.

e. Setelah kering, baja S45C diamplas untuk menghaluskan permukaan

baja yang telah diberikan perlakuan panas tersebut.

3. Pengujian spesimen atau bahan uji baja S45C

Adapun tahapan dari pengujian spesimen atau bahan uji baja S45C adalah :

a. Pengujian kekerasan Rockwell

Adapun tahapan pada pengujian kekerasan Rockwell pada baja S45C

adalah :

1) Menyiapkan baja S45C yang telah disiapkan sebelumnya.

2) Mengatur beban pada alat uji kekerasan sebesar 980 N.

3) Memasang indentor yang telah ditentukan, yaitu dengan

menggunakan indentor bola baja sebesar 1/6” (dial merah).

4) Meletakkan spesimen atau bahan uji baja S45C pada meja uji yang

ada pada alat uji kekerasan.

5) Setelah itu mengatur handle pada alat uji sampai indentor

menyentuh permukaan spesimen atau benda uji tersebut.

6) Putar handle pada alat uji tersebut sampai jarum yang ada pada

skala minor menunjukkan angka sebesar 3.

33

7) Tarik tuas beban dan tahan sampai 10 detik.

8) Setelah ditahan, tarik tuas beban kembali.

9) Baca nilai kekerasan yang muncul pada alat dan catat.

10) Setelah nilai sudah dicatat, turunkan handle landasan sampai

indentor bola baja tidak lagi mengenai permukaan spesimen atau

benda uji.

11) Ulangi langkah – langkah tersebut pada titik yang berbeda sampai

mendapatkan 5 nilai kekerasan.

b. Struktur mikro

Adapun tahapan pada pengamatan struktur mikro pada baja S45C ini

adalah :

1) Sectioning

Menyiapkan baja S45C yang telah disiapkan sebelumnya. Dengan

memotong bahan sesuai standar pengujian struktur mikro, yaitu

panjang 10 mm, lebar 10 mm, dan tebal 10 mm. Hal ini dilakukan

untuk memudahkan proses preparasi atau penyiapan bahan.

2) Mounting

Setelah bahan uji sudah siap, dilakukan persiapan cetakan untuk

proses mounting dan masukkan baja S45C tersebut pada cetakan.

Pada proses ini, kita harus membuat cetakan untuk spesimen yang

akan dilakukan pengujian dengan menggunakan cairan resin dan

hardener. Perbandingan cairan resin dengan hardener adalah 10 :

1. Setelah bahan sudah ada dicetakkan, masukkan cairan resin ke

34

cetakan setelah sebelumnya telah dicampur dengan hardener.

Setelah itu menunggu sampai baja S45C yang telah dituangkan

cairan resin dalam cetakan telah mengering dan mengeras

sempurna.

3) Grinding

Setelah kering, keluarkan bahan dari cetakan dan melakukan

pengahalusan dengan alat polishing grinder yang menggunakan

tingkatan amplas sebesar 80, 120, 240, 320, 500, 1000, 1500.

Permukaan bahan yang sudah halus lalu diberikan autosol sampai

permukaan bahan mengkilap.

4) Etching

Setelah itu celupkan bahan yang telah mengkilap tersebut kedalam

cairan etsa dengan bertujuan untuk membuka pori – pori baja S45C

agar struktur mikro dari baja tersebut terlihat dengan jelas saat

dilihat menggunakan mikroskop optik.

5) Viewing

Mengamati struktur mikro dari permukaan baja S45C yang telah

disiapkan dengan menggunakan mikroskop optik. Dan melakukan

pembesaran sebanyak 3 kali, yaitu 100x, 200x, dan 500x. Setelah

itu melakukan pemotretan pada gambar struktur mikro dari baja

S45C yang telah disiapkan tersebut.

35

4. Pengambilan data

Adapun data yang didapat pada penelitian ini berupa tabel nilai kekerasan

dan gambar struktur mikro dari baja S45C.

47

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan pada pembahasan yang telah dijelaskan pada bab IV dan mengacu

pada metode penelitian, maka dapat ditarik beberapa simpulan sebagai berikut:

1. Proses perlakuan panas quenching yang diberikan pada baja S45C berhasil

dengan terjadinya peningkatan nilai kekerasan dari temperatur austenit

sebesar 790˚ C – 850 ˚ C

2. Terjadi peningkatan nilai kekerasan dari baja S45C sebelum diberi

perlakuan panas, sebesar 60.93 HRB dan setelah diberikan proses

perlakuan panas, sebesar 71.67 HRB

3. Nilai kekerasan tertinggi terjadi pada temperatur austenit sebesar 850˚ C,

dengan menghasilkan nilai kekerasan sebesar 90.47 HRB

4. Temperatur austenit 820˚ C dan 850˚ C sudah memunculkan fasa martensit

yang banyak dan fasa ferrit yang halus sedangkan pada temperatur austenit

790˚ C, fasa martensit yang dihasilkan masih sedikit dan fasa feritya lebih

kasar

5. Terjadi kenaikan yang tidak signifikan pada temperatur austenit 820˚ C

(HRB) dan 850˚ C (90.47HRB), serta ditunjukkan pada gambar struktur

47

mikro dari kedua baja tersebut yang tidak menunjukkan banyak perbedaan

dari bentuk fasanya

6. Temperatur austenit yang optimum pada proses quenching adalah 820˚ C -

850˚ C, hal ini dikarenakan pada temperatur tersebut sudah menghasilkan

fasa martensit yang banyak dan fasa ferit yang lebih halus

B. Saran

Adapun saran yang dapat diberikan setelah melakukan penelitian ini agar

didapatkan hasil yang optimal adalah sebagai berikut :

1. Untuk dapat menghasilkan nilai kekerasan yang optimum dapat

menggunakan media air garam yang merupakan media pendingin terbaik

untuk proses quenching

2. Lakukan proses pemanasan dengan menggunakan perbandingan interval

yang lebih besar, untuk dapat optimum melihat pengaruh temperatur

austenit tersebut pada baja yang diberikan perlakuan

3. Lakukan pembesaran pada uji struktur mikro yang lebih besar agar fasa –

fasa yang terbentuk pada baja yang diberikan perlakuan dapat dilihat

dengan jelas

DAFTAR PUSTAKA

Awan. 2012. Perlakuan Panas Pada Baja. . Dapat di akses padahttps://cyberships.wordpress.com/tag/struktur-mikro/) di akses pada tanggal1 Juli. 2018.

Bahtiar dkk. 2014. Jurnal Mekanikal. Vol 5. No 1. Hal 455 – 463. SulawesiTengah.

Bangsawan, Ihsan dkk. 2012. NOSSEL Jurnal Ilmiah Pendidikan Teknik Mesin.Vol 1. No 2. Surakarta.

Callister, William D. 2007. Materials Science and Engineering An Introduction.John Wiley & Sons, Inc. United States of America.

Didiek dan Suryadi. 1998. Bahan Konstruksi Teknik. Jakarta : Gunadarma.

Herbirowo, Satrio. 2017. Prosding Semnastek. Vol TM 006 No 1 – 4.

Hidayat, Taufik dkk. 2016. Jurnal Sains Dan Teknologi Mesin UNISMA. Vol 6.No 02. Hal 33 – 35. Jawa Timur.

Indah, Hardiyanti. 2015. Jurnal Furnace. Vol 1. No 1. Banten.

Magdalena dan Arif. Jurnal Teknologi Proses dan Inovasi Industri. Vol 2. No 2.Hal 85 – 89. Surabaya.

Muhammad, Iqbal. 2008. Jurnal SMARTek. Vol 6. No 2. Hal 104 – 112. SulawesiTengah

Murtiono, Arief. 2012. Jurnal e-Dinamis. Vol 2. No 2. September 2012. Hal 57 -70. Sumatera Utara.

Muslimah. 2016. Perlakuan Panas. Dapat di akses padahttps://foundrymuslimah13.blogspot.com/2016/%29 di akses pada tanggal 1Juli 2018.

Nugroho, Edi. 2011. Pengaruh Waktu Dan Jarak Titik Pada Pengelasan TitikTerhadap Kekuatan Geser Hasil Sambungan Las. eprints.undip. Dapat diakses pada http://eprints.undip.ac.id/41456/ di akses pada tanggal 1 Juli2018.

Nurjanti, Desi. 2013. Pengaruh Lama Pemanasan, Pendinginan Secara Cepat DanTempering Terhadap Sifat Tangguh Baja Pegas Daun AISI NO 9620.Reposity Unila. Dapat di akses pada http://digilib.unila.ac.id/5643/ di aksespada tanggal 1 Juli 2018

Purwanto, Edi. 2016. Perlakuan Bahan. Polinema Press. Malang.

Sahwendi. 2013. Pengaruh Perlakuan Panas, Variasi Suhu Tempering DanLama Waktu Penahanan Terhadap Kekerasan Dan Struktur Mikro BajaPegas Daun Karbon Sedang . Repository UNILA. Dapat di akses padahttp://digilib.unila.ac.id/878/ di akses pada tanggal 01 Juli 2018.

Satria, Tatang. 2015. Pembuatan Karbon Aktif dari Batubara SubbituminusSebagai Bahan Penyerap Kadar Ion Besi (Fe) dan Tembaga (Cu) PadaLimbah Cair Laboratorium Kimia politeknik Negeri Sriwijaya. RepositorySoftware. Dapat di akses pada http://digilib.unila.ac.id/878/ di akses padatanggal 01 Juli 2018.

Tenriajeng, Andi. 1997. Pengantar Teknologi Baja. Jakarta : Gunadarma.

Widodo dan Miftahul. 2016. REM Jurnal. Vol 1. No 1. Hal 1 – 6. Surabaya.

Widodo. 2011. Perlakuan Panas pada Proses Pengecoran Logam. Dapat di aksespada https://hapli.wordpress.com/foundry/perlakuan-panas-pada-proses-pengecoran-logam/ di akses pada tanggal 1 Juli 2018.

Wijaya, Anton. 2015. Pengaruh Holding Time Pada Proses Quenching TerhadapKekerasan Bahan Dan Struktur Mikro Baja AISI 1045. UniversitasLampung. Lampung.