( 0 4p Hen Yudfono. Pengamh Temperatur Pemanasan Terhadap Kekuatan Tank Material Baja K a ~ o n C1045

PENGARUH TEMPERATUR PEMANASAN TERHADAP KEKUATAN TARIK MATERIAL BAJA KARBON

el045 AKIBAT TEMPERING

Heri Yudiono Jumsan Teknik Mesin Fakultas Teknik UNNES

Gedung ES Lt 3, Kampus Sekaran, Gunungpati Semarang

ABSTRAK

Pemakaian baja dalam kehidupan mensyaratkan beberapa faktor seperti kekuatan, kekerasan, tahan panas, tidak cepat aus, dun sebagainya. Banyak upaya untuk meningkatkan kualitas baja yang salah satunya dengan proses perlakuan panas (heat treatment). Proses Hardening mampu meningkatkan kekerasan dun kekuatan baja, tetapi baja yang telah dikeruskan bersifat rapuh dun tidak cocok untuk digunakan sehingga perlu pengerjaan lanjut yaitu dengan tempering. Pengujian dilakukan baik pada sifat jkis ( komposisi, struktur mikro dun fotomakro) maupun sijht mekanis (kekerasan dun kekuatan tarik). Hasil uenelitian memueroleh kekuatan tarik raw materials sebesar 73,45 ka/mm2 dengun VHN sebesar 190, setelah mengalami proses hardening 8 2 5 ' ~ kekuatan tarik menjadi 185.07 kg/mm2 dengan VHN sebesar 737.67. Low teinpering berkekuatan tarik 123,43 kg/mm2 dengan VHN sebesar 562, medium tempering mempunyai kekuatan tarik 114.14 kg/mm2 dengan VHN sebesar 446,3 sedangknn high tempering berkekuatan tarik 87,73 kg/mm2 dengan VHN sebesar 283. Semakin tinggi suhu pemanasan pada proses tempering kekuatan tarik dun kekerasan semakin menurun, sebaliknya keuletannya meningkat sehingga disesuaikan dengan keperluan.

Kata kunci : Temperatur - kekuatan tarik - tempering

PENDAHULUAN Pemakaian baja dalam kehidupan

mensyaratkan faktor keuletan, kekerasan, tahan aus dan sebagainya. Peningkatan kualitas baja ini dapat dilakukan dengan penambahan unsur paduan atau~ dengan perlakuan panas. Perlakuan panas (hear treatment) pada baja mempunyai peran yang sangat penting dalam upaya mendapatkan sifat-sifat tertentu yang diinginkan sesuai dengan kebutuhan. Proses ini meliputi pemanasan baja pada suhu tertentu dan dipertahankan pada waktu tertentu serta didinginkan pada

media tertentu pula. Perlakuan panas mempunyai tujuan untuk meningkatkan keuletan, menghilangkan tegangan internal (internal stress), menghaluskan ukuran butir kristal dan meninglcatkan kekerasan atau tegangan tarik logam. Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi perlakuan panas, yaitu suhu pemanasan, waktu yang diperlukan pada suhu pemanasan, laju pendinginan dan lingkungan atmosfir. Menurut Fox (1999), bahwa fatigue crack growth rate (FCGF.) pada material Ti 24 yang diuji pzda temperatur 723'C di leiam

JURNALTEKNIK GELAGAR Vol. 17, No. 1. April 2006

kekuatan dan kekerasannya sedikit menumn. Proses tempering dengan suhu pemanasan 6 0 0 ' ~ memperoleh penampang patahan yang berbentuk partial cup-cone dengan butiran agak kasar, menunjukkan perpanjangan bahan lebih besar dari pada kedua proses tempering sebelumnya.

PEMBAaASAN HASlL PENELITIAN Data hasil penelitian yang

ditabulasikan dalam bentuk diagram batang dan gambar struktur mikro serta penampang patahan diketahui ada perbedaan karakteristik kekuatan tarik statis dari spesimen penelitian antara raw materials, proses hardening dengan suhu 8 2 5 ' ~ dan yang mengalami proses tempering dengan variasi suhu pemanasan: 275'~, 425% Can 6 0 0 ' ~ yang menggunakan waktu penahanan 30 menit.

Hasil kekuatan tarik pada kelompok spesimen raw materials sebesar 73,45 kgimm2 dengan VHN sebesar 190, berpenampang patah partial cup-cone tekstur granular yang menandakan bahan mempunyai keuletan sehingga perpanjangan dan reduksi penampangnya besar. Strukturnya terdiri dari ferit dan perlit, karena mempunyai kandungan 0,473 % berat karbon. Peningkatan kekerasan dan kekuatan bahan akan dapat dicapai dengan proses hardening.

Proses hardening menghasilkan bahan dengan kekuatan tarik 185,07 kg/& dengan kekerasan sangat tinggi, yaitu VHN sebesar 737,67. Harga ini sangat tinggi sehingga penampang patahnya berbentukflat dengan butiran halus, berarti kekuatan tariknya besar sehingga keuletan (perpanjangan dan reduksi penampang) hampir tidak ada. Kekuatan semakin besar sudah pasti kekerasannya juga tinggi, karena struktur yang terbentuk setelah dicelup adalah martensit. S t w h r . .

martensit mempunyai kelemahan yaitu getas, sehingga hams di-temper agar dapat dipakai dalam peralatan maupun konstruksi mesin yang mensyaratkan keuletan.

Kelompok spesimen tempering dengan. suhu 2 7 5 ' ~ (low temperature tempering) mempunyai kekuatan tarik sebesar 123,43 kg/mmz dengan VHN sebesar 562, perpanjangan dan reduksi penampang mulai ada sehingga keuletan bahan sedikit bertambah. Pemanasan pada suhu ini menghasilkan epsilon karbida yang sangat halus sehingga kekerasan dan kekuatannya turun dari pada proses hardening, penampang patah terlihat rata Wat) tetapi pada pinggirannya terdapat sobekan yang tidak teratur d m sering disebut star fracture dengan tekstur kristalin karena bagian kulitnya mulai lunak

Proses tempering 4 2 5 ' ~ (medium temperature tempering) mempunyai kekuatan tarik dan kekerasan sebesar 114,14 kg/mm2 dengan VHN sebesar 446,3. Nilai perpanjangan dan reduksi penampang bertambah besar, sehingga penampang patahannya berbentuk partial cup-cone dengan butiran halus. Struktur yang terbentuk adalah bainit yang terdiri dari ferit dan epsilon karbida, sehingga kekerasan mengalami penurunan dari proses sebelumnya.

Suhu temper dinaikkan sampai 6 0 0 ' ~ Figh temperature tempering) akan mengubah martensit menjadi ferit dan sementit, dengan lepasnya karbon dari martensit dan bergabung dengan epsilon karbida yang membentuk sementit lagi. Perpanjangan bertambah berarti keuletan bahan naik dan kekuatan tariknya turun, sehingga penampang patahan akan membentuk partial cup-cone dengan butifan lebih kasar lagi. Kekuatan tarik