ISSN No.2355-9292 Jurnal Sangkareang Mataram|37

http://www.untb.ac.id Volume 2, No. 3, September 2016

PENGARUH HEAT TREATMENT TERHADAP BENTUK STRUKTUR MIKRO DAN SIFATMEKANIK PADA LOGAM TAMBANG (BAJA ST 60)

Oleh :

Ahmad MultazamDosen Tetap Fakultas Teknik UNTB

AbstractSeiring dengan meningkatnya kebutuhan material yang berkualitas dikalangan industry otomotif mendorongpara peneliti untuk lebih berinovatif dalam mengembangkan ilmu pengetahuan dalam hal ini dilakukanpenelitian mengenai pengaruh yang terjadi akibat variasi pemanasan (heat treatment) terhadap kekuatanmekanik dan bentuk struktur mikro pada logam tambang. Material yang digunakan dalam penelitian ini bajast 60 yang di bentuk sesuai standar uji impack kemudian dipanaskan dalam ruang pemanasan dengan variasisuhu 40, 60 dan 80°C/specimen dengan holding time 60 menit setelah itu dilakukan pengujian impack dandilanjutkan dengan pengamatan struktur mikro. Dari hasil pengujian impak didapatkan harga ketangguhanrata-rata tertinggi (paling liat) adalah spesimen HT 80 °C sebesar 0,497 J/mm 2 dan berturut-turut menujuposisi terendah, yaitu HT g 60 °C sebesar 0,260 J/mm2, spesimen HT 40 °C. Dari hasil pengamatan strukturmikro pada spesimen raw material didapatkan fasa ferit dan perlit kasar, spesimen HT 40 °C didapatkanfasa martensit temper dan perlit, spesimen t HT 60 °C didapatkan fasa bainit dan perlit dan pada spesimenHT 80 °C didapatkan fasa ferit dan perlit halus. Dengan meningkatnya suhu heat treatment maka kekuatanimpek akan semakin meningkat begitupula sebaliknya.

Kata kunci : heat treatment,holding time, impact test dan makro etsa.

PENDAHULUAN

Pesatnya pasar otomotif di dalam negeriditandai dengan meningkatnya konsumenkendaraan baik sepeda motor, mobil danpermesinan, hal itu mengakibatkan kebutuhanmaterial logam industry yang berkualitas semakinmeningkat maka dengan demikian para peneliti dariberbagai instansi turut serta mengembangkankualitas material logam melalui penelitian denganberbagai macam pengembangan ilmu pengetahuan.Salah satunya metalurgi, Metalurgi adalah ilmu yangmempelajari sifat logam dan paduan melalui analisaterhadap strukturnya.

Struktur dan paduan logam merupakan faktoryang menentukan dari susunan mikro baja yangmempengaruhi sifat logam. Untuk mendapatkanstruktur mikro yang memperbaiki siat logam dapatdiupayakan melalui proses perlakuan panas.Perlakuan panas (Heat Treatment) merupakan prosespemanasan dan pendinginan logam dalam keadaanpadat untuk mengubah sifat fisis logam. Untukmelakukan perlakuan panas yang tepat, susunankimia baja harus diketahui karena pada proses initerjadi perubahan komposisi kimia terutama unsurkarbon yang mempengaruhi sifat fisis logam. Besidan baja memiliki sifat yang bervariasi, dari yangpaling lunak dan mudah dibentuk sampai yangpaling keras. Baja st 60 dijelaskan secara umum

merupakan baja karbon sedang, disebut juga bajakeras, banyak sekali digunakan untuk tangki,perkapalan, jembatan, dan dalam permesinan.Struktur mikro logam dapat dianalisa sehubungandengan sifat logam dan paduannya dengan menelitisusunan terkecil pada logam yang terdiri dari ferritedan pearlite yang nantinya dapat kembangkan sesuaidengan kebutuhan kita.

Berdasarkan uraian di atas, maka akan ditelitilebih lanjut faktor-faktor perlakuan panas sehinggadiperoleh suatu acuan atau pegangan yang jelasdalam memilih dan menentukan logam yang tepatdalam suatu pengerjaannya.

Upaya untuk peningkatan sifat mekanik logamtambang yang efektif dengan metode pemanasan,memerlukan banyak informasi teoritis dan praktisyang terkait baik terhafap pencapaian kekerasanmaupun menghindari kegagalan produk. Pada tulisanini hanya membahas prihal apa saja yang perludipertimbangkan dalam pelaksanaan/ prosespengerasan logam.

Maksud dan tujuan penulisan ini adalahmemberikan pengetahuan untuk dijadikan refrensidalam merancang produk baja yang akan dilakukanpengerasan dengan metoda pemanasan sehinggaprosesnya menjadi efektif dan efisien dengan yangdiinginkan.

38|Jurnal Sangkareang Mataram ISSN No.2355-9292

Volume 2, No. 3, September 2016 http://www.untb.ac.id

METODE PENELITIANMetode penelitian yang di gunakan dalam penelitianini adalah metode eksperimen. spesimen penelitianmenggunakan baja st 60 dengan spesifikasi sesuaigambar di bawah.

Gambar 1. Bentuk Specimen Uji

Proses penelitian diawali dengan memanaskanspecimen diruang pemanasan, variasi pemanasanyang digunakan 40, 60 dan 80 ˚C pada masing-masing spesimen dengan holding time 60 menit.Spesimen kemudian dilakukan pengujian mekanik(pengujian kekerasan) dan pengamatan strukturmikro dengan menggunakan mikroskop.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil pengujian pada penelitian ini diperolehberdasarkan prosedur yang telah ditetapkan dalammetode penelitian.

Pengerasan thermal merupakan salah satuupaya yang dapat diterapkan pada logam baja untukmeningkatkan kekuatan mekanik. Dalampelaksanaan prosesnya, logam tersebut akanmengalami kondisi dari temperatur ruang menjadikondisi temperatur tinggi dan akhirnya dikondisikanlagi dalam keadaan holding time. Dengan perlakuanini tentu logam akan mengalami suatu perubahanbaik yang memang diharapkan maupun tidakdiharapkan.

a. Pengujian Impak

Table 1. Hasil Uji Impak Spesimen

Gambar 2. Histogram perbandingan impak

Dari hasil pengujian impak didapatkan hargaketangguhan rata - rata tertinggi (paling liat) padaspesimen heatretment 80 °C sebesar 0,497 J/mmdan berturut-turut menuju posisi terendah, yaitu :spesimen heatretment 60 °C sebesar 0,260 J/mmheatretment 40 °C sebesar 0,205 J/mm spesimenraw material sebesar 0,173 J/mm

b. Pengamatan Struktur Mikro

Gambar 2. Foto struktur mikro raw material denganperbesaran 200 ·

Dari hasil pengamatan struktur mikromenunjukkan fasa yang tampak adalah feritberwarna putih dan perlit (180-250 HVN) denganbutiran kasar, besar-besar (coarse pearlite) berwarnagelap.

Gambar 3. Foto Struktur Mikro HT 40 °C

ISSN No.2355-9292 Jurnal Sangkareang Mataram|39

http://www.untb.ac.id Volume 2, No. 3, September 2016

Pada temperatur HT yang paling rendah (40 °C)didapatkan fasa martensit temper (400-500 HVN)yang dapat membuktikan terjadinya lajupendinginan yang sangat cepat. Martensit temperterbentuk lebih rapat dan merata. Laju pendinginancepat (dengan masukan panas paling rendah 40 °C)menghasilkan martensit temper seperti jarum-jarumyang tersebar merata dan pada bagian tepinyaberwarna kehitaman. Selain itu didapatkan sedikitperlit.

Gambar 4. Foto struktur mikro HT 60 °C

Gambar 5. Foto struktur mikro HT 60 °C

Terdapat dominasi fasa bainit (300-400 HVN).Proses terbentuknya bainit diawali pemanasan bajasampai austenit dan dicelup dalam air garam (saltbath) pada temperatur di atas terbentuknyamartensite start (Ms) dan ditahan beberapa lama dandidinginkan diudara, sehingga austenit dapatbertransformasi menjadi bainit.

Tampak adanya fasa ferit dan perlit halusdengan butirannya yang kecil (fine pearlite). Ferittampak berwarna putih dan bersifat lunak.Sedangkan perlit halus adalah butiran yang kecilberwarna gelap. Fasa ferit dan perlit terbentuk daritransformasi austenit karena mengalamipendinginan lambat.

PENUTUP

a. Simpulan

1. Dari hasil pengujian impak didapatkan hargaketangguhan rata-rata tertinggi (paling liat) adalahspesimen HT 80 °C sebesar 0,497 J/mm 2 danberturut-turut menuju posisi terendah, yaitu HT g 60°C sebesar 0,260 J/mm2, spesimen HT 40 °C

2. Dari hasil pengamatan struktur mikro pada spesimenraw material didapatkan fasa ferit dan perlit kasar,spesimen HT 40 C didapatkan fasa martensittemper dan perlit, spesimen t HT 60 C didapatkanfasa bainit dan perlit dan pada spesimen HT 80 Cdidapatkan fasa ferit dan perlit halus .

3. Dengan meningkatnya suhu heat treatment makakekuatan impek akan semakin meningkat begitupulasebaliknya.

b. Saran

Perlu dilakukan pengembangan penelitian lebihlanjut dengan berbagai pola dan variasi terkait suhupemanasan, holding time maupun tempering demimendapatkan hasil penelitian yang maksimal supayadapat dijadikan refrensi dalam pengembangan ilmupengetahuan.

DAFTAR PUSTAKA

Barney E, Klamechi, 2003, Material and Processesin Manufacturing, Ninth Edition, JohnWeley & Sons, Inc

Cherly R Books, 1996, Principles of the HeatTreatment of Plain Carbon and Low AlloySteels, ASM International

Daniel A.Brandt, 1985, Metallurgy Fundamentals.The Goodheart- WillcoxCompany,INC.Publisher.

Mikell P. Groover, 2007, Fundamentals of ModernManufacturing, Third Edition. John Weley& Sons, Inc.

Amstead, B.H., Djaprie, S. (Alih Bahasa), 1995,Teknologi Mekanik, Edisi ke-7, Jilid I,PT. Erlangga, Jakarta

Beumer, B.J.M.; Anwir, B.S. (Alih Bahasa), 1978,Ilmu Bahan Logam, Jilid III , Cetakanke-2, CV. Bhratara, Jakarta

Budinski K.G.; Michael K. Budinski, 1999,Engineering Materials: Properties andSelection, Prentice Hall, New Jersey

De Garmo, P., 1969, Materials and Processes inManufacturing, Mac Millan Company,New York

40|Jurnal Sangkareang Mataram ISSN No.2355-9292

Volume 2, No. 3, September 2016 http://www.untb.ac.id

Dieter, G.E.; Djaprie, S. (Alih Bahasa), 1990,Metalurgi Mekanik, Jilid I, Edisi ke-3,PT. Erlangga, Jakarta

Groenendijk, G.; Van Der Linde, J.; Sachri, S.(Alih Bahasa), 1984, Pengujian Material,Cetakan ke-1, CV. Binacipta, Jakarta

Niemann, G., 1994, Elemen Mesin, Jilid 1, Edisike-2, PT. Erlangga, Jakarta

Nurwicaksono, 2003, Tugas Akhir : AnalisaPengaruh Quench Temper danNormalising terhadap Sifat Fisis danMekanis pada Baja Karbon Sedang,UMS, Surakarta

Piyarto, 2008, Tugas Akhir : Pengaruh ProsesQuenching dan Tempering pada MaterialSCMnCr 2 untuk Memenuhi Standar JIS G5111, UMS, Surakarta

Surdia, T.; Shinroku, S., 1991, Teknik PengecoranLogam, Cetakan ke-6, PT. PradnyaParamita, Jakarta