analisa struktur micro dan sifat mekanis · pdf filedekan fakultas teknik ketua prodi teknik...
TRANSCRIPT
ANALISA STRUKTUR MICRO DAN SIFAT MEKANIS SPRING
SAE 9254 TERHADAP PERBEDAAN CYCLE TIME DI HEATING
FURNACE
PROPOSAL TUGAS AKHIR
Oleh :
DADANG FACHRUDIN
NPM : 2008040008
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS GRESIK
2012
ABSTRAKSI
Dalam industri manufaktur sekarang ini, setiap perusahaan dituntut untuk
banyak melakukan improvement yang dapat menciptakan efesiansi pada proses
produksi dan menekan biaya untuk dapat bersaing dalam pasar.
Dalam proposal ini, saya meneiti seberapa besar pengaruh perbedaan cycle
time terhadap sifat mekanis dan struktur mikro material di heating furnace pada
pembuatan spring coil. Metode yang digunakan adalah memasukkan material
kedalam heating furnace dengan cycle time yang berbeda-beda, kemudian diambil
sampel after quenching dan after temper untuk diuji sifat mekanis dan
strukturmikro material.
Setelah dilakukan pengujian sifat mekanis dan strukturmikro pada material,
hasil yang didapatkan adalah tidak ada perbedaan yang signifikan perihal
pengaruh perbedaan cycle time pada proses heatreatment terhadap sifat mekanis
dan strukturmikro material.
Sehingga hasil penelitian ini dapat dijadikan referensi pada proses pemanasan
material di heating furnace. Dengan mempercepat proses pemanasan di heating
furnace otomatis akan meningkatkan jumlah out put produksi dan sekaligus dapat
meningkatkan produktivitas pada proses produksi.
Kata kunci : Cycle time, Heating furnace, Heatreatment
LEMBAR PENGESAHAN
ANALISA STRUKTUR MICRO DAN SIFAT MEKANIS SPRING ( SAE
9254) TERHADAP PERBEDAAN CYCLE TIME DI HEATING
FURNACE
Oleh :
DADANG FACHRUDIN
NPM : 2008040008
Diterima dan disyahkan
Pada tanggal 4 April 2012
Pembimbing 1 Pembimbing 2
AGUS SETIYO UMARTONO. ST. MT WARDJITO. ST. MT
Mengetahui :
Dekan Fakultas Teknik Ketua Prodi Teknik Mesin
Ir. SUNARTO. MT WARDJITO. ST. MT
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrohim, alhamdullillahi robbil „alamin. Berkat
pertolongan dan ridhoNya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang
merupakan persyaratan untuk mendapat gelar sarjana teknik di Universitas Gresik.
Dalam pelaksanaannya penelitian ini telah melalui berbagai proses yang
penuh dinamika, semoga manfaat dari skripsi ini sesuai dengan harapan penulis,
agar dapat berguna bagi dunia industri maupun dalam perkembangan ilmu
pengetahuan.
Kami menyadari sepenuhnya dalam penyusunan skripsi ini secara langsung
maupun tidak langsung memberikan bimbingan, motivasi dan bantuan secara
moril maupun spiritual. Maka pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan
penghargaan dan berterima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Agus Setiyo Umartono, ST.MT sebagai dosen pembimbing yang
telah meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, Pengarahan dan
petunjuk kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Bapak Drs. Sukiyat, Msi selaku Rector Universitas Gresik
3. Bapak Ir.Sunarto, MT selaku Dekan Fakultas Tehnik, jurusan Tehnik
Mesin, Universitas Gresik.
4. Para Dosen Fakultas Tehnik dan karyawan di Universitas Gresik .
5. Para Staf dan Karyawan PT. Indospring Tbk Gresik yang telah membantu
penulis dalam mengadakan riset.
Akhir kata, tentu saja apa yang penulis sampaikan dalam skripsi ini
masih ada kekurangan, untuk itu penulis akan sangat berterima kasih kepada
para pembaca yang memberikan masukan untuk kesempurnaan penulisan ini.
Gresik, 12 Juli 2012
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR JUDUL ………………………………………………………… i
ABSTRAKSI ................................................................................................. ii
LEBAR PENGESAHAN ………………………………………………….. iii
KATA PENGANTAR ................................................................................... iv
DAFTAR ISI ………………………………………………………………. v
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... vii
BAB I PENDAHULUAN ……………………………………………..... 1
A. Latar Belakang ………………………………………………... 1
B. Perumusan Masalah ………………………………………….... 2
C. Tujuan Masalah ……………………………………………....... 3
D. Manfaat Penulisan ……………………………………………... 3
E. Batasan masalah ………………………………………………… 3
BAB II DASAR TEORI …………………………………………………. 5
A. Heat treatment …………………………………………………... 5
1. Near Equilibrium ...................................................................... 5
2. Non Equilibrium ....................................................................... 13
B. Baja Karbon ………………………………………...................... 31
C. Baja SAE 9253 .............................................................................. 67
D. Heating Furnace ........................................................................... 68
E. Proses pembuatan spring coil …………………………………... 69
F. Pengujian Logam ……………………………………………….. 71
BAB III METODOLOGI PENELITIAN …………………………………. 97
A. Tempat dan waktu penelitian ......................................................... 97
B. Pengumpulan data .......................................................................... 97
C. Diagram Alir Penelitian ………………………………………..... 98
BAB IV PERCOBAAN DAN MENELITI HASIL......................................... 101
A. Percobaan ....................................................................................... 101
1. Pengujian sebelum dan sesudah heatreatment .......................... 105
a. Pengujian mikrostruktur ....................................................... 105
b. Pengujian dekarburisasi ........................................................ 116
c. Pengujian hardness vickers ................................................... 123
B. Meneliti hasil ................................................................................. 132
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 134
A. Kesimpulan .................................................................................... 134
B. Saran .............................................................................................. 135
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 136
DAFTAR GAMBAR
2.1 Diagram fasa ........................................................................................ 6
2.2 Diagram Hipoeutectoid ....................................................................... 9
2.3 Diagram Hiperrutectoid ...................................................................... 9
2.4 Crystat lattice of iron .......................................................................... 54
2.5 Cooling curve forpure iron ................................................................. 54
2.6 Crystat lattice of iron .......................................................................... 54
2.7 Thermal equilibrium diagram for iron carbide alloys ........................ 55
2.8 Steel purtion of iron carbon equilibrium diagram .............................. 55
2.9 Solubility of carbon in alpha iron ...................................................... 56
2.10 Schematic resperentation of transformation .................................... 56
2.11 Microstructures of hypoeutectoid steels .......................................... 56
2.12 Diagrammatic respresentation of tansfor mation ............................ 57
2.13 Microstructures of pearlite & cementite .......................................... 57
2.14 Influence of alloying element on eutectoid temperatur ................... 57
2.15 Influence of alloying element on eutectoid carbon content ............. 57
2.16 Effect of Cr & C on the austenite field ............................................ 58
2.17 Effect of Mn & C on the austenite field ........................................... 58
2.18 Isothermal TTT curve of AISI HB .................................................... 59
2.19 Variation of microstructures as a function of coilling rate an
Eutectoid ......................................................................................... 59
2.24a Isothermal transformation diagram for 1% carbon steel ................. 59
2.24b Isothermal TTT curve & methods of heat treatment ....................... 59
2.20 Contiuous coilling TTT curve of BS708 M40 ................................... 60
2.21 Contiuous coilling TTT curve of BH13 ............................................ 60
2.22 Microstructures of cementite ............................................................ 60
2.23 Microstructures of lamellar pearlite .................................................. 60
2.25 Body centered tetragonal crystal structure of martensite
Fe-C alloys ....................................................................................... 61
2.26 Variation of the lattice paramater of austenite as a function of
Carbon content ................................................................................ 61
2.27 Effect of carbon content on the martensite ...................................... 61
2.28 Effect of alloying element on the martensite .................................... 61
2.29 Microstructures of hardness steel ...................................................... 62
2.30 Variation of the hardness of martensite ............................................ 62
2.31 Comparative hardness of carbides found in tool steel ....................... 62
2.49 Hardening temperature of steel ......................................................... 63
2.50 Size change hardness and retained austenite content in relation to
Hardening temperature ..................................................................... 64
2.51 Change in hardness and structure durin tempering of austenite
Steels ................................................................................................ 65
2.52 (a) Body contered tetragonal structure, (b) Body content cubic
Structure ........................................................................................... 65
2.53Effect of tempering on alloyed steels ................................................. 66
2.32 Heating furnace Type HTH 1 ............................................................. 69
2.33 Flow Proses Hot Coil Spring …………………………………….… 70
2.34 Mesin uji kekerasan Shore Scleroscope, Type SH-D ……………… 79
2.35 Mesin uji kekerasan Shore Scleroscope, Type SH-C ……………… 80
2.36 Mesin uji kekerasan Shore Scleroscope, Type PHS-3 …………….. 81
2.37 Mesin uji kekerasan brinell ………………………………………... 82
2.38 Posisi penekanan dengan indentor dalam pengujian kekerasan
Brinell ............................................................................................... 85
2.39 Kontrusi pesawat uji kekerasan rockwel ......................................... 87
2.40 Kontrusi pesawat uji kekerasan rockwel .......................................... 89
2.41 Kontrusi pesawat uji kekerasan rockwel ........................................... 89
2.42 Ball indentor pada posisi siap menekan .............................................. 91
2.43 Diamon indentor pada posisi siap menekan ....................................... 91
2.44 Diamon ( a ) dan ball ( b ) indentor pada posisi menekan ................. 92
2.45 Diamon ( a ) dan ball ( b ) indentor pada posisi menekan dengan beban
Mayor ( F1 ) “ X “kg menghasilkan kedalaman b ............................. 92
2.46 Diamon ( a ) dan ball ( b ) indentor pada posisi menekan dengan beban
Minor 10 kg menunjukkan angka kekerasan HR = jarak b + ( b-a ) .. 93
2.47 Mikro vickers, Type HM, Mitutoyo .................................................... 94
2.48 Microscope microstructur, Type GX 51, Olympus ............................. 96
3.1 Diagram alir proses penelitian ............................................................... 98
4.1 Mikrostruktur Raw material diameter 10.9mm ................................ 106
4.2 Mikrostruktur Raw material diameter 12.3mm ................................ 106
4.3 Mikrostruktur Raw material diameter 17mm ................................... 106
4.4 Mikrostruktur after quenching diameter 10.9mm, CT 26” ................ 107
4.5 Mikrostruktur after temper diameter 10.9mm, CT 26” ..................... 107
4.6 Mikrostruktur after quenching diameter 12.3mm, CT 26” ................ 108
4.7 Mikrostruktur after temper diameter 12.3mm, CT 26” ..................... 108
4.8 Mikrostruktur after quenching diameter 17mm, CT 26” ................... 109
4.9 Mikrostruktur after temper diameter 17mm, CT 26” ........................ 109
4.10 Mikrostruktur after quenching diameter 10.9mm, CT 18” .............. 110
4.11 Mikrostruktur after temper diameter 10.9mm, CT 18” ................... 110
4.12 Mikrostruktur after quenching diameter 12.3mm, CT 18” .............. 111
4.13 Mikrostruktur after temper diameter 12.3mm, CT 18” ................... 111
4.14 Mikrostruktur after quenching diameter 17mm, CT 18” ................. 112
4.15 Mikrostruktur after temper diameter 17mm, CT 18” ...................... 112
4.16 Mikrostruktur after quenching diameter 10.9mm, CT 16” .............. 113
4.17 Mikrostruktur after temper diameter 10.9mm, CT 16” ................... 113
4.18 Mikrostruktur after quenching diameter 12.3mm, CT 16” .............. 114
4.19 Mikrostruktur after temper diameter 12.3mm, CT 16” ................... 114
4.20 Mikrostruktur after quenching diameter 17mm, CT 16” ................. 115
4.21 Mikrostruktur after temper diameter 17mm, CT 16” ...................... 115
4.22 Hasil dekarburisasi raw material diameter 10.9mm ......................... 116
4.23 Hasil dekarburisasi raw material diameter 12.3mm ......................... 117
4.24 Hasil dekarburisasi raw material diameter 17mm ............................ 117
4.25 Foto dekaburisasi tertinggi diameter 10.9mm, CT 26” .................... 118
4.26 Foto dekaburisasi tertinggi diameter 12.3mm, CT 26” .................... 118
4.27 Foto dekaburisasi tertinggi diameter 17mm, CT 26” ....................... 119
4.28 Foto dekaburisasi tertinggi diameter 10.9mm, CT 18” .................... 119
4.29 Foto dekaburisasi tertinggi diameter 12.3mm, CT 18” .................... 120
4.30 Foto dekaburisasi tertinggi diameter 17mm, CT 18” ....................... 120
4.31 Foto dekaburisasi tertinggi diameter 10.9mm, CT 18” .................... 121
4.32 Foto dekaburisasi tertinggi diameter 12.3mm, CT 18” .................... 121
4.33 Foto dekaburisasi tertinggi diameter 17mm, CT 18” ....................... 122
4.34 Grafik distribusi hardness pada raw material ................................... 123
4.35 Grafik distribusi hardness after quenching ( 10.9mm, CT 16” ) ...... 123
4.36 Grafik distribusi hardness after quenching ( 12.3mm, CT 16” ) ...... 124
4.37 Grafik distribusi hardness after quenching ( 17mm, CT 16” ) ......... 124
4.38 Grafik distribusi hardness after quenching ( 10.9mm, CT 18” ) ...... 125
4.39 Grafik distribusi hardness after quenching ( 12.3mm, CT 18” ) ...... 125
4.40 Grafik distribusi hardness after quenching ( 17mm, CT 18” ) ......... 126
4.41 Grafik distribusi hardness after quenching ( 10.9mm, CT 26” ) ...... 126
4.42 Grafik distribusi hardness after quenching ( 12.3mm, CT 26” ) ...... 127
4.43 Grafik distribusi hardness after quenching ( 17mm, CT 26” ) ......... 127
4.44 Grafik distribusi hardness after temper ( 10.9mm, CT 16” ) ............ 128
4.45 Grafik distribusi hardness after temper ( 12.3mm, CT 16” ) ............. 128
4.46 Grafik distribusi hardness after temper ( 17mm, CT 16” ) ................ 129
4.47 Grafik distribusi hardness after temper ( 10.9mm, CT 18” ) ............ 129
4.48 Grafik distribusi hardness after temper ( 12.3mm, CT 18” ) ............. 130
4.49 Grafik distribusi hardness after temper ( 17mm, CT 18” ) ................ 130
4.50 Grafik distribusi hardness after temper ( 10.9mm, CT 26” ) ............ 131
4.51 Grafik distribusi hardness after temper ( 12.3mm, CT 26” ) ............. 131
4.52 Grafik distribusi hardness after temper ( 17mm, CT 26” ) ................ 132
DAFTAR TABEL
2.1 Perkiraan waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan pada proses
Temper ................................................................................................ 30
2.2 Transformasi ........................................................................................ 58
2.3 Composition material SAE 9254 menurut JIS 4801:2005 .................. 67
2.4 Perbandingan ukuran indentor & tebal bahan ...................................... 84
2.5 Perbandingan diameter indentor terhadap konstanta bahan ................ 84
4.1 Chemical composition material SAE 9254 (yang dibuat reset) .......... 101
4.2 Hasil hardness diameter 17mm, CT 26” ............................................. 103
4.3 Hasil hardness diameter 12.3mm, CT 26” .......................................... 103
4.4 Hasil hardness diameter 10.9mm, CT 26” .......................................... 103
4.5 Hasil hardness diameter 17mm, CT 18” ............................................. 103
4.6 Hasil hardness diameter 12.3mm, CT 18” .......................................... 104
4.7 Hasil hardness diameter 10.9mm, CT 18” .......................................... 104
4.8 Hasil hardness diameter 17mm, CT 16” ............................................. 104
4.9 Hasil hardness diameter 12.3mm, CT 16” .......................................... 104
4.10 Hasil hardness diameter 10.9mm, CT 16” ......................................... 105
4.11 Hasil dekaburisasi raw material ......................................................... 116
4.12 Hasil 12 titik dekarburisasi ( 10.9mm, CT 26” ) ............................... 118
4.13 Hasil 12 titik dekarburisasi ( 12.3mm, CT 26” ) ............................... 118
4.14 Hasil 12 titik dekarburisasi ( 17mm, CT 26” ) .................................. 119
4.15 Hasil 12 titik dekarburisasi ( 10.9mm, CT 18” ) ............................... 119
4.16 Hasil 12 titik dekarburisasi ( 12.3mm, CT 18” ) ............................... 120
4.17 Hasil 12 titik dekarburisasi ( 17mm, CT 18” ) .................................. 120
4.18 Hasil 12 titik dekarburisasi ( 10.9mm, CT 18” ) ............................... 121
4.19 Hasil 12 titik dekarburisasi ( 12.3mm, CT 18” ) ............................... 121
4.20 Hasil 12 titik dekarburisasi ( 17mm, CT 18” ) .................................. 122
4.21 Hasil pengujian terhadap perbedaan cycle time pada proses
Heattreatment .................................................................................... 132
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar belakang
Dalam dunia industri banyak hal yang selalu menjadi permasalahan, ini
sedikit banyak terkait oleh keterbatasan-keterbatasan yang disebabkan oleh
tuntutan target produksi, namun dari segi kualitas harus tetap dijaga. Hal ini
menuntut pihak produksi melakukan efisiensi (penyesuaian) dari segala aspek,
khususnya pada proses produksi. Hal yang menjadi fokus perusahaan dalam
melakukan efisiensi adalah dengan mengoptimalkan proses produksi, yaitu
dengan cara menghilangkan atau mengurangi pemborosan dalam proses produksi.
Ada 8 pemborosan dalam proses proses yaitu : Defect, Waiting time, Extra
motion, excess inventory, over production, Extra processing, Unnecessary
transportation, Unutilized talents, beberapa contoh dari pemborosan produksi
diantaranya : Adanya spring reject, adanya perbedaan cycle time tiap diameter
material pada heating furnace, Penataan lay out produksi kurang bagus, produksi
yang berlebihan, adanya proses tambahan karena perbaikan spring reject,
penggunaan transportasi yang tidak semestinya. Dan permasalahan waiting time
yaitu perbedaan cycle time antar diameter material dalam heating furnace,
menjadi salah satu efisiensi yang dapat meningkatkan produktifitas produksi.
Karena semakin besar diameter material, semakin lama cycle time dan out put
yang dihasilkan semakin sedikit. Semakin kecil diameter material, semakin cepat
cycle time dan semakin banyak out put yang dihasilkan. Dalam melakukan
efisiensi cycle time dalam heating furnace ini tentunya membutuhkan penelitian /
analisa yang lebih dalam dan lebih spesifik, karena akan berpengaruh pada sifat
mekanis dan struktur mikro material. Dalam hal ini program studi teknik mesin
Universitas Gresik mewajibkan mahasiswanya melakukan suatu kegiatan dalam
skala laboratorium yang dapat dilaksanakan didalam kampus ataupun diluar
kampus (industri).
Salah satu perusahaan yang memiliki hubungan kerja sama dengan institusi
pendidikan adalah PT. Indospring Tbk. Perusahaan ini merupakan salah satu
produsen pegas spiral di indonesia. Salah satu material yang dipakai dalam
pembuatan pegas spiral/coil adalah menggunakan material SAE 9254 yang
memiliki ketangguhan yang cukup tinggi. Dengan adanya berbagai macam
diameter material, maka perlu adanya pengklasifikasian diameter material, selain
itu adanya perbedaan dimensi pegas spira / coil juga memerlukan perlakuan panas
(Heat treatment) yang berbeda dan tepat.
B. Perumusan masalah
Dengan mengacu pada latar belakang diatas, maka permasalahan yang dapat
dirumuskan adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana pengaruh variasi diameter pada proses heatreatment terhadap
perubahan sifat mekanis (hardness) dan struktur mikro.
2. Bagaimana pengaruh perbedaan cycle time pada proses heat treatment
terhadap perubahan sifat mekanis (hardness) dan struktur mikro.
C. Tujuan
Tujuan dari pelaksanaan Lab. Keahlian di PT. Indospring Tbk. Adalah :
1. Untuk mengetahui pengaruh variasi diameter pada proses heat treatment
terhadap sifat mekanis (hardness) dan struktur mikro.
2. Untuk mengetahui pengaruh perbedaan cycle time pada proses heat
treatment terhadap sifat mekanis (hardness) dan struktur mikro.
D. Manfaat penelitian
Untuk industri
Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat kepada PT. Indospring Tbk. Gresik
1. Dengan mengetahui pengaruh variasi diameter material pada proses
heat treatment terhadap sifat mekanis dan struktur mikro diharapkan
dapat menjadi acuan diproses produksi
2. Dengan mengetahui pengaruh variasi cycle time pada proses heat
treatment terhadap sifat mekanis dan struktur micro diharapkan dapat
menjadi acuan diproses produksi
E. Batasan masalah
Dalam penelitian ini diberikan batasan masalah sebagai berikut :
1. Baja yang digunakan sebagai spesimen penelitian adalah hanya SAE 9254
bahan produksi SAMWON STEEL (KOREA).
2. Penelitian hanya pada kondisi row material, after quenching dan after
tempering.
3. Pengujian meliputi sifat mekanis kekerasan ( Hardness ), strutur mikro
saja.
BAB II
DASAR TEORI
A. Heat treatment
Proses laku-panas adalah kombinasi dari operasi pemanasan dan pendinginan
dengan kecepatan tertentu yang dilakukan terhadap logam atau paduan dalam
keadaan padat, sebagai suatu upaya untuk memperoleh sifat-sifat tertentu. Proses
laku-panas pada dasarnya terdiri dari beberapa tahapan, dimulai dengan
pemanasan sampai ke temperatur tertentu, lalu diikuti dengan penahanan selama
beberapa saat, baru kemudian dilakukan pendinginan dengan kecepatan tertentu.
Secara umum perlakukan panas (Heat treatment) diklasifikasikan dalam 2 jenis:
1. Near Equilibrium (Mendekati Kesetimbangan
Tujuan umum dari perlakuan panas jenis Near Equilibrium ini diantaranya
adalah untuk : melunakkan struktur kristal, menghaluskan butir, menghilangkan
tegangan dalam dan memperbaiki machineability. Jenis dari perlakukan panas
Near Equibrium, misalnya : Full Annealing (annealing), Stress relief Annealing,
Process annealing, Spheroidizing, Normalizing dan Homogenizing.
Gambar 2.1 Diagram fasa
Kandungan Carbon
0.008%C = Batas kelarutan maksimum Carbon pada ferrite pada temperatur
kamar
0.025%C = Batas kelarutan maksimum Carbon pada ferrite pada temperatur 723
derajat celcius
0.83%C = Titik eutectoid
2%C = Batas kelarutan carbon pada besi gamma pada temperatur 1130 derajat
celcius
4.3%C = Titik eutectoid
0.1%C = Batas kelarutan carbon pada besi delta pada temperatur 1493 derajat
celcius
Garis-garis
Garis Liquidus ialah garis yang menunjukan awal dari proses pendinginan
(pembekuan).
Garis Solidus ialah garis yang menunjukan akhir dari proses pembekuan
(pendinginan).
Garis Solvus ialah garis yang menunjukan batas antara fasa padat denga fasa padat
atau solid solution dengan solid solution.
Garis Acm = garis kelarutan Carbon pada besi Gamma (Austenite)
Garis A3 = garis temperatur dimana terjadi perubahan Ferrit menjadi Autenite
(Gamma) pada pemanasan.
Garis A1 = garis temperatur dimana terjadi perubahan Austenite (Gamma)
menjadi Ferrit pada pendinginan
Garis A0 = Garis temperatur dimana terjadi transformasi magnetic pada
Cementid.
Garis A2 = Garis temperatur dimana terjadi transformasi magnetic pada Ferrite.
Struktur mikro
Ferrite ialah suatu komposisi logam yang mempunyai batas maksimum
kelarutan Carbon 0,025%C pada temperatur 723 Derajat Celcius, struktur
kristalnya BCC (Body Center Cubic) dan pada temperature kamar mempunyai
batas kelarutan karbon 0,008%C
Austenite ialah suatu larutan padat yang mempunyai batas maksimum kelarutan
Carbon 2%C pada temperature 1130 Derajat Celcius, struktur kristalnya
FCC(Face Center Cubic).
Cementid ialah suatu senyawa yang terdiri dari unsur Fe dan C dengan
perbandingan tertentu (mempunyai rumus empiris) dan struktur kristalnya
Orthohombic.
Lediburite ialah campuran Eutectic antara besi Gamma dengan Cementid yang
dibentuk pada temperatur 1130 Derajat Celcius dengan kandungan Carbon
4,3%C.
Pearlite ialah campuran Eutectoid antara Ferrite dengan Cementid yang dibentuk
pada temperatur 723 Derajat Celcius dengan kandungan Carbon 0,83%C.
Gambar 2.2 Diagaram Hipoeutectoid Gambar 2.3 Diagram hiperrutectoid
Dari sedikit penjelasan diatas dapat kita tarik benang merah bahwa secara umum
laku panas dengan kondisi Near Equilibrium itu dapat disebut dengan anneling.
Anneling ialah suatu proses laku panas (heat treatment) yang sering 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 tadi selama beberapa
waktu tertentu agar tercapai perubahan yang diinginkan lalu mendinginkan logam
atau paduan tadi dengan laju pendinginan yang cukup lambat. Jenis Anneling itu
beraneka ragam, tergantung pada jenis atau kondisi benda kerja, temperatur
pemanasan, lamanya waktu penahanan, laju pendinginan (cooling rate), dll.
Sehingga kita akan mengenal dengan apa yang disebut : Full
Annealing(annealing), Stress relief Annealing, Process annealing, Spheroidizing,
Normalizing dan Homogenizing
a. Full annealing (annealing)
Merupakan proses perlakuan panas untuk menghasilkan perlite yang kasar
(coarse pearlite) tetapi lunak dengan pemanasan sampai austenitisasi dan
didinginkan dengan dapur, memperbaiki ukuran butir serta dalam beberapa hal
juga memperbaiki machinibility. Pada proses full annealing ini biasanya
dilakukan dengan memanaskan logam sampai keatas temperatur kritis (untuk baja
hypoeutectoid , 25 Derajat hingga 50 Derajat Celcius diatas garis A3 sedang untuk
baja hypereutectoid 25 Derajat hingga 50 Derajat Celcius diatas garis A1).
Kemudian dilanjutkan dengan pendinginan yang cukup lambat (biasanya dengan
dapur atau dalam bahan yang mempunyai sifat penyekat panas yang baik). Perlu
diketahui bahwa selama pemanasan dibawah temperatur kritis garis A1 maka
belum terjadi perubahan struktur mikro. Perubahan baru mulai terjadi bila
temperatur pemanasan mencapai garis atau temperatur A1 (butir-butir Kristal
pearlite bertransformasi menjadi austenite yang halus). Pada baja hypoeutectoid
bila pemanasan dilanjutkan ke temperatur yang lebih tinggi maka butir kristalnya
mulai bertransformasi menjadi sejumlah Kristal austenite yang halus, sedang butir
Kristal austenite yang sudah ada (yang berasal dari pearlite) hampir tidak tumbuh.
Perubahan ini selesai setelah menyentuh garis A3 (temperatur kritis A3). Pada
temperature ini butir kristal austenite masih halus sekali dan tidak homogen.
Dengan menaikan temperatur sedikit diatas temperatur kritis A3 (garis A3) dan
memberi waktu penahanan (holding time) seperlunya maka akan diperoleh
austenite yang lebih homogen dengan butiran kristal yang juga masih halus
sehingga bila nantinya didinginkan dengan lambat akan menghasilkan butir-butir
Kristal ferrite dan pearlite yang halus. Baja yang dalam proses pengerjaannya
mengalami pemanasan sampai temperatur yang terlalu tinggi ataupun waktu tahan
(holding time) terlalu lama biasanya butiran kristal austenitenya akan terlalu kasar
dan bila didinginkan dengan lambat akan menghasilkan ferrit atau pearlite yang
kasar sehingga sifat mekaniknya juga kurang baik (akan lebih getas). Untuk baja
hypereutectoid, annealing merupakan persiapan untuk proses selanjutnya dan
tidak merupakan proses akhir.
b. Normalizing
Merupakan proses perlakuan panas yang menghasilkan perlite halus,
pendinginannya dengan menggunakan media udara, lebih keras dan kuat dari hasil
annealing. Secara teknis prosesnya hampir sama dengan annealing, yakni
biasanya dilakukan dengan memanaskan logam sampai keatas temperatur kritis
(untuk baja hypoeutectoid , 50 Derajat Celcius diatas garis A3 sedang untuk baja
hypereutectoid 50 Derajat Celcius diatas garis Acm). Kemudian dilanjutkan
dengan pendinginan pada udara. Pendinginan ini lebih cepat daripada pendinginan
pada annealing.
c. Spheroidizing
Merupakan proses perlakuan panas untuk menghasilkan struktur carbida
berbentuk bulat (spheroid) pada matriks ferrite. Pada proses Spheroidizing ini
akan memperbaiki machinibility pada baja paduan kadar Carbon tinggi. Secara
sederhana dapat dijelaskan sebagai berikut : bahwa baja hypereutectoid yang
diannealing itu mempunyai struktur yang terdiri dari pearlite yang “terbungkus”
oleh jaringan cemented. Adanya jaringan cemented (cemented network) ini
meyebabkan baja (hypereutectoid) ini mempunyai machinibility rendah. Untuk
memperbaikinya maka cemented network tersebut harus dihancurkan dengan
proses spheroidizing. Spheroidizing ini dilaksanakan dengan melakukan
pemanasan sampai disekitar temperatur kritis A1 bawah atau sedikit dibawahnya
dan dibiarkan pada temperatur tersebut dalam waktu yang lama (sekitar 24 jam)
baru kemudian didinginkan. Karena berada pada temperatur yang tinggi dalam
waktu yang lama maka cemented yang tadinya berbentuk plat atau lempengan itu
akan hancur menjadi bola-bola kecil (sphere) yang disebut dengan spheroidite
yang tersebar dalam matriks ferrite.
d. Process Annealing
Merupakan proses perlakuan panas yang ditujukan untuk melunakkan dan
menaikkan kembali keuletan benda kerja agar dapat dideformasi lebih lanjut. Pada
dasarnya proses Annealing dan Stress relief Annealing itu mempunyai kesamaan
yakni bahwa kedua proses tersebut dilakukan masih dibawah garis A1
(temperatur kritis A1) sehingga pada dasarnya yang terjadi hanyalah rekritalisasi.
e. Stress Relief Annealing
Merupakan process perlakuan panas untuk menghilangkan tegangan sisa akibat
proses sebelumnya. Perlu diingat bahwa baja dengan kandungan karbon dibawah
0,3% C itu tidak bisa dikeraskan dengan membuat struktur mikronya berupa
martensite. Nah, bagaimana caranya agar kekerasannya meningkat tetapi struktur
mikronya tidak martensite? Ya, dapat dilakukan dengan pengerjaan dingin (cold
working) tetapi perlu diingat bahwa efek dari cold working ini akan timbul yang
namanya tegangan dalam atau tegangan sisa dan untuk menghilangkan tegangan
sisa ini perlu dilakukan proses Stress relief Annealing.
2. Non Equilibrium (Tidak setimbang)
Tujuan umum dari perlakuan panas jenis Non Equilibrium ini adalah untuk
mendapatkan kekerasan dan kekuatan yang lebih tinggi. Jenis dari perlakukan
panas Non Equibrium, misalnya : Hardening, Martempering, Austempering,
Surface Hardening (Carburizing, Nitriding, Cyaniding, Flame hardening,
Induction hardening)
a. Pengerasan ( Hardening )
Pengerasan adalah suatu proses perlukuan panas yang diterapkan untuk
menghasilkan benda kerja yang keras. Perlakuan ini terdiri dari memanaskan baja
sampai ke temperatur pengerasannya (temperatur austenisasi), dan menahannya
pada temperatur tersebut untuk jangka waktu tertentu dan kemudian didinginkan.
Jika baja diaustenisasi, sel satuannya adalah FCC. Alasan untuk memanaskan
dan menahannya pada temperatur austenisasi adalah untuk melarutkan sementit
dalam austenit kemudian dilanjutkan dengan proses quenching. Pada tahap ini
karbon yang terperangkap akan menyebabkan tergesernya atom-atom sehingga
terbentuk struktur sel satuan yang tidak seimbang memiliki tegangan tertentu.
Struktur yang bertegangan ini disebut martensite dan bersifat sangat keras dan
getas. Dan hal inilah yang bertanggung jawab terhadap tingginya kekerasan baja.
Kekerasan yang dicapai tergantung pada karbon yang dimiliki, temperatur
pengerasan dan laju pendinginan. Biasanya baja yang dikeraskan diikuti dengan
proses penemperan untuk menurunkan tegangan yang ditimbulkan akibat
quenching kaerena adanya pembentukan martensite. Tujuan utama proses
pengerasan adalah untuk meningkatkan kekerasan benda kerja dan dan
meningkatkan ketahanan aus. Makin tinggi kekerasan maka akan semakin tinggi
pula ketahanaan ausnya. Sebagai contoh : spindle, roda gigi, pahat-pahat
pemotong dan dies memerlukan kekerasan yang tinggi. Disamping itu, pada baja-
baja structural diperlukan juga sifat-sifat mekanik tertentu seperti kekuatan tarik,
duktilitas (keuletan) dan elastisitas. Sifat seperti itu dapat dicapai dengan
penerapkan proses pengerasan dan penemperan. Benda kerja yang dikeraskan dan
ditemper memiliki sifat mekanik yang lebih baik dibanding dengan benda kerja
hasil proses normal. Proses pengerasan umumnya diterapkan sebagai tahap akhir
dalam suatu proses pembuatan benda kerja, dengan demikian disarankan agar
menggunakan peralatan yang baik dan operator yang sudah memahami dan
berpengalaman.
b. Pemanansan ( heating )
Temperatur pengerasan yang digunakan tergantung pada komposisi kimia
(kadar karbon). Temperatur pengerasan untuk baja karbon hipoeutektoid adalah
sekitar 20 50C diatas garis A3, dan untuk baja-baja karbon hipereutektoid
adalah sekitar 30 50C diatas garis A3, jika suatu baja mengandung misalnya
0.5% karbon (berstruktur pearlit dan ferrit) dipanaskan sampai temperatur
dibawah A1, maka pemanasan tersebut tidak akan mengubah struktur awal baja
tersebut. Pemanasan sampai diatas temperatur A1 tetapi masih dibawah
temperatur A3 akan mengubah pearlit menjadi austenit tanpa terjadi perubahan
apa-apa terhadap ferritnya. Quencing dari temperatur ini akan menghasilkan baja
yang semi keras karena austenitnya bertransformasi kemartensit, sedangkan
ferritnya tidak berubah. Keberadaan ferrit dilingkungan martensit yang getas tidak
berpengaruh pada kenaikan ketangguhan. Jika suatu baja dipanaskan sedikitnya
diatas A3 dan ditahan pada temperatur tersebut untuk jangka waktu tertentu agar
dijamin proses difusi yang homogen, maka struktur baja akan bertransformasi
menjadi austenit dengan ukuran butir yang relative kecil. Quencing dari
temperatur austenisasi akan menghasilkan martensit dengan harga kekerasan yang
maksimum. Memanaskan sampai temperatur E (relative lebih tinggi diatas A3)
cenderung meningkatkan ukuran butir austenit. Quencing dari temperatur itu akan
menghasilkan struktur martensit, tetapi sifatnya, bahkan setelah ditemper
sekalipun akan memiliki harga impact yang rendah. Disamping itu mungkin juga
timbul retak pada saat quenching.
Mengeraskan baja - baja hipereutektoid proses pengerasannya terdiri dari
memanaskan baja pada temperatur 30 50C diatas temperatur A3 (lihat gambar
2.49) yaitu pada daerah austenit dan simentit. Kemudian didinginkan dengan
cepat agar diperoleh martensit yang halus dan karbida-karbida yang tidak larut.
Struktur hasil proses quenching memiliki kekerasan yang lebih tinggi dari
martensit. Jika karbida yang larut dalam austenit terlalu sedikit, kekerasan hasil
quenching akan rendah. Jumlah karbida yang dapat larut dalam austenit sebanding
dengan temperatur autenisasinya. Jumlah karbida yang larut meningkat jika
temperatur austenisasinya dinaikan, demikian juga dengan ukuran butir
austenitnya. Jika karbida yang terlarut terlalu besar, akan terjadi peningkatan
ukuran butir disertai dengan penurunan kekerasan dan ketangguhan (liat gambar
2.50) jika jika baja dipanaskan diatas temperatur Acm, struktur yang
dihasilkannya hanya terdiri dari austenit saja. Dalam hal ini, pertumbuhan butir
akan lebih besar, akibatnya martensit yang dihasilkannya akan lebih kasar.
Kekerasan martensit seperti itu akan lebih rendah, akibat adanya sejumlah austenit
sisa dalam struktur quenching dan juga sebagai akibat tidak adanya karbida dalam
struktur tersebut.
Atas dasar hal tersebut, agar diperoleh martensit yang halus yang masih
mengandung karbida-karbida yang belum larut, pemilihan temperatur pengerasan
harus cermat. Temperatur pengerasan untuk beberapa jenis baja dicantumkan
dalam manual yang dibuat oleh pembuat baja tersebut dan biasanya merupakan
hasil dari serangkaian percobaan. Disamping itu petunjuk-petunjuk praktis yang
harus cermat. Temperatur pengerasan untuk beberapa jenis baja dicantumkan
dalam manualyang dibuat oleh pembuat baja tersebut dan biasanya merupakan
hasil dari serangkaian percobaan. Disamping itu petunjuk-petunjuk praktis yang
ada pada standart-standart internasional dapat juga digunakan sebagai bahan
rujukan untuk mnentukan temperature pengerasan yang diijinkan.
Dengan temperatur austeenisasi yang lebih tinggi akan diperoleh hardenability
yang lebih tinggi juga. Ini disebabkan oleh banyaknya karbida yang terlarut dan
makin besarnya butiran austenit. Akan tetapi beberapa temperatur pemanasan
yang tepat untuk suatu proses pengerasan masih akan saling tergantung pada
beberapa faktor lain, antara lain waktu tahan.
c. Waktu tahan (holding time)
Kekerasan yang terjadi setelah quenching banyak tergantung pada besarnya
kadar karbon dan unsur paduan dalam austenit, besar butir austenit dan laju
pendinginan dari austenit. Besarnya kadar karbon dan unsur paduan dalam
austenit akan tergantung pada seberapa banyak karbida yang sempat larut dalam
pemanasan.
Pada saat mencapai temperatur kritis atas memang struktur seluruhnya
austenit. Tetapi saat itu austenit masih berbutir halus dan kadar karbon atau unsur
paduannya masih rendah / belum homogen, dan biasanya masih terdapat sisa-sisa
karbida yang belum larut (ini terjadi karena pemanasan yang tidak equilibium).
Untuk itu biasanya baja perlu ditahan pada temperatur austenisasi ini beberapa
saat untuk memberi kesempatan larutnya karbida dan lebih homogennya austenit.
Lamanya waktu tahan ini tergantung pada tingkat kelarutan karbida dan
ukuran butir yang diinginkan. Karena jumlah dan jenis karbida ini berbeda antara
baja satu dengan baja yang lainnya, maka waktu tahan juga akan bergantung pada
jenis bajanya dan temperatur austenisasinya yang dipakai. Baja yang banyak
mengandung unsur paduan penstabil karbida tentu memerlukan waktu yang lebih
lama, dan temperatur austenisasi yang lebih tinggi.
Disamping itu laju pemanasan juga ikut mempengaruhi waktu tahan yang
harus diberikan. Dengan pemanasan yang sangat lambat, baja hypoeutektoid
sudah mencapai struktur austenit yang homogen sesaat setelah mencapai
temperatur kritis atasnya, sehingga dalam hal ini tidak lagi diperlukan waktu
tahan, dapat langsung diquenching. Ini dapat terjadi karena selama waktu
pemanasan mendekati temperatur austenisasi sudah terjadi kelarutan karbida
kedalam austenit, difusi karbon dan unsur paduannya
Dengan laju pemanasan yang lebih tinggi, maka waktu tidak cukup panjang
untuk terjadinya kelarutan karbida dan difusi untuk homogenisasi austenit. Karena
itu jika laju pemanasan makin tinggi perlu diberi waktu tahan yang lebih panjang,
atau temperatur austenitnya dinaikkan.
Pada dasarnya temperatur austenisasi dan waktu tahan dapat dicari dari
diagram transformasi untuk pemanasan. Diagram transformasi yang digunakan
adalah yang berlangsung secara isothermal. Ini dapat terjadi dengan pemanasan
yang sangat cepat ketemperatur yang dimaksud dan kemudian ditahan pada
temperatur itu untuk memberi kesempatan berlangsungnya transformasi. Cara ini
tidak lazim dilakukan pada perlakuan panas. Pada suatu proses perlakuan panas,
transformasi berlangsung selama pemanasan (bersama dengan kenaikkan
temperatur), pemanasan continyu (continuous heating). Dengan melihat diagram
transformasi isothermal untuk pemanasan tampak bahwa pemanasan untuk
mencapai kekerasan maksimum tidak boleh menghasilkan struktur austenit yang
homogen, tidak boleh melarutkan seluruh karbida. Bila seluruhnya larut dalam
austenit akan mengakibatkan austenit sisa terlalu banyak. Ternyata ukuran benda
kerja juga berpengaruh dalam menentukan waktu tahan. Pada benda yang kecil
pada umumnya karbidanya juga halus dan tersebar merata sehingga akan
memerlukan waktu tahan yang lebih singkat dari pada benda yang lebih besar
Selanjutnya dibawah ini diberikan beberapa pedoman untuk menentukan
waktu tahan pada proses pengerasan dari berbagai jenis baja :
1) Baja baja kontruksi dari baja karbon rendah dan baja paduan rendah yang
mengandung karbida yang mudah larut, diperlukan waktu tahan yang
singkat 5 15 menit setelah mencapai temperatur pemanasanya
dianggap sudah memadai.
2) Baja kontruksi dari baja paduan menengah dianjurkan menggunakan
waktu tahan 15 22 menit, tidak tergantung ukuran benda kerja
3) Low alloy steel memerlukan waktu tahan yang tepat, agar kekerasan yang
diinginkan dapat tercapai. Dianjurkan menggunakan 0,5 menit per
millimeter tebal benda atau 10 30 menit.
4) High alloy chrome steel membutuhkan waktu tahan yang paling panjang
diantara semua baja perkakas, juga tergantung pada temperatur pemanas
annya. Juga diperlukan kombinasi temperatur dan waktu tahan yang
Tebal benda, dengan minimum 10 menit, maksimum 1 jam
5) Hot work tool steel mengandung karbida yang sulit larut, baru akan larut
pada 1000C. Pada temperature ini kemungkinan terjadinya pertumbuhan
butir sangat besar, karena itu waktu tahan harus dibatasi 15 30 menit
6) High speed steel memerlukan temperatur pemanasan yang sangat tinggi
12001300C. Untuk mencegah terjadinya pertumbuhan butir waktu
tahan diambil hanya beberapa menit saja.
d. Media pendinginan
Untuk mencapai struktu martensit maka austenit yang terjadi harus
didinginkan cukup cepat, setidaknya dapat mencapai laju pendinginan kritis dari
baja yang bersangkutan. Untuk ini baja harus didinginkan dalam suatu media
pendingin tertentu. Ada sejumlah media pendingin yang biasa digunakan dalam
proses pengerasan baja, yaitu air, minyak, campuran air dan minyak (emulasi),
udara dan garam cair ( salt bath ).
Air adalah media pendingin yang paling tua dan murah, dan kebetulan juga
mempunyai kapasitas pendinginan yang tinggi sekali. Air murni biasanya kurang
baik sebagai media pendinginan untuk pengerasan baja karena kapasitas
pembentukan martensit, padahal laju pendinginan tertinggi diperlukan pada saat
melewati hidung dari kurva transformasi, yaitu sekitar 550C. Ini dapat diperbaiki
dengan menambah sedikit (5 10%) soda atau garam dapur brine.
Bila baja yang dipanaskan dicelup kedalam air, pada saat pertama kali
terjadi kontak antara benda dengan air akan terjadi pendinginan cepat, hanya
sesaat, karena segera terbentuk uap air yang menempel dipermukaan benda (
vapour blanket stage ), yang menghalangi perpindahan panas dari benda ke air.
Selama tahapan ini pendinginan menjadi lambat. Makin lama temperatur benda
akan turun dan temperatur air dekat permukaan benda akan semakin tinggi, dan
segera mendidih, uap yang tadinya menempel dipermukaan benda akan terlepas,
laju pendingginan akan naik (ini terjadi pada temperatur sekitar 300C), kemudian
akan melambat lagi seiring dengan menurunnya temperatur benda. Adanya
lapisan uap yang menempel dipermukaan benda akan menyebabkan lambatnya
pendinginan (justru pada saat diperlukan laju pendinginan yang tinggi), hal ini
dapat diperbaiki dengan menambah sedikit garam dapur soda 5 10%.
Keburukan dari air adalah bahwa laju pendinginannya sangat tinggi pada
daerah pembentukan temperatur martensit sehingga akan menyebabkan terjadinya
tegangan akibat transformasi dan selisih thermal. Ini semua akan mendorong
terjadinyar retak pada saat quenching. Bahaya terjadinya retak pada saat
quenching kedalam air dapat dihindari atau dikurangi dengan cara mengangkat
kembali baja yang diquenching tadi pada saat mencapai temperatur 200 400C
dan dengan cepat memindahkannya kedalam minyak. Cara ini juga merupakan
suatu cara untuk menambahkan tebal pengerasan pada oil hardening low alloy
steel. Mengingat kapasitas pendinginan baja yang hardenabilitynya tidak begitu
tinggi, misalnya baja karbon. Untuk baja paduan air sudah terlalu kuat, sehingga
dapat menimbulkan retak atau distorsi. Untuk baja paduan dipakai minyak atau
bahkan udara.
Pendinginan dengan minyak akan lebih lambat dari pada dengan air. Ada
banyak macam minyak yang dapat dipakai sebagai media pendingin untuk heat
treatment, yang paling murah dan sederhana minyak mineral dengan kekentalan
rendah (spindle oil). Kapasitas pendinginannya dapat dinaikkan dengan
menambah beberapa additive. Tetapi saat ini yang sering digunakan adalah oil
quenching yang memiliki kapasitas pendinginan yang lebih tinggi. Pada umumnya
minyak memiliki kapasitas pendinginan tertinggi pada temperatur sekitar 600C,
dan agak rendah pada daerah temperatur pembentukan martensit. Minyak
biasanya dapat digunakan untuk baja paduan medium dan rendah hanya untuk
benda yang berpenampang kecil. Kapasitas pendinginan dari minyak dapat
dinaikkan dengan cara agitasi, hanya saja harus dijaga agar jangan terlalu banyak
gelembung udara yang tertangkap dalam minyak itu karena akan mengganggu
pengaliran panas dari benda kerja keminyak, sehingga akan menurunkan kapasitas
pendinginan atau tidak meratanya pengerasan karena adanya gelembung udara
yang menempel, dibeberapa tempat ini laju pendinginannya lebih rendah,
sehingga kekerasan tidak merata.
Campuran air dan minyak (emulasi) dapat dilakukan dalam berbagai
proporsi, sehingga dapat diperoleh media pendingin dengan berbagai kapasitas
pendinginan. Tetapi dibandingkan dengan minyak, kapasitas pendinginan minyak
masih lebih baik.
Garam cair (salt bath) merupakan campuran dari beberapa garam antara lain
sodium nitrate dengan berbagai macam komposisi yang tergantung pada
temperature kerja yang diinginkan antara 160500C.
e. Penemperan
Jika baja dikeraskan, strukturnya menjadi martensit tetragonal dan
sebagian kecil austenit sisa. Baja dalam kondisi seperti itu akan keras, getas dan
rentan retak pada saat diquench terutama pada baja-baja perkakas. Dengan
demikian baja pada kondisi seperti itu penggunaannya sangat terbatas. Baja yang
dikeraskan denan cara transformasi martensitik akan memiliki kecenderungan
yang potensil kearah konfigurasi yang lebih stabil. Namun kestabilan tersebut
sulit diperoleh pada temperatur kamar karena mobilitas atom-atomnya relatif
sangat rendah. Tetapi jika temperaturnya dinaikkan, maka mobilitas atom akan
meningkat seiring dengan naiknya laju difusi dan ini akan mengakibatkan adanya
perubahan struktur dari baja yang dikeraskan menjadi struktur yang lebih stabil.
Proses memanaskan kembali baja yang dikeraskan disebut dengan proses temper.
Dengan proses ini, duktilitas dapat ditingkatikan namun kekerasan dan
kekuatannya menurun. Pada sebagian besar baja struktur, proses temper
dimaksudkan untuk memperoleh kombinasi antara kekuatan, duktilitas dan
ketangguhan yang tinggi. Dengan demikian, proses temper setelah proses
pengerasan akan menjadikan baja lebih bermanfaat karena adanya struktur yang
lebih stabil.
Perubahan struktur selama proses temper
Proses temper terdiri dari memanaskan baja sampai dengan temperatur di
bawah temperatur A1, dan menahannya pada temperatur tersebut untuk jangka
waktu tertentu dan kemudian didinginkan di udara. Hasil penelitian menunjukkan
bahwa pada saat temperatur dinaikkan, baja yang dikeraskan akan mengalami 4
tahapan sebagai berikut (lihat gambar 2.51).
1. Pada temperatur antara 80 dan 200OC, suatu produk transisi yang kaya karbon
yang dikenal sebagai karbida, berpresipitasi dari martensit tetragonal (lihat
gambar (2.52a) sehingga menurunkan tetragonalitas martensit atau bahkan
mengubah martensit tetragonal menjadi ferit kubik (lihat gambar 2.52b).
Periode ini disebut sebagai proses temper tahap pertama. Pada saat ini, akibat
keluarnya karbon, volume martensit berkontraksi. Karbida yang terbentuk
pada perioda ini disebut sebagai karbida epsilon.
2. Pada temperatur antara 200 dan 300OC, austenit sisa mengurai menjadi suatu
produk seperti bainit. Penampilannya mirip martensit temper. Perioda ini
disebut sebagai proses temper tahap kedua. Pada tahap ini volume baja
meningkat.
3. Pada temperatur antara 300 dan 400OC terjadi pembentukan dan pertumbuhan
sementit dari karbida yang berpresipitasi pada tahap pertama dan kedua.
Perioda ini disebut sebagai proses temper tahap ketiga. Perioda ini ditandai
dengan adanya penurunan volume dan melampaui efek yang ditimbulkan dari
penguraian austenite pada tahap yang kedua.
4. Pada temperatur antara 400 dan 700OC pertumbuhan terus berlangsung dan
disertai dengan proses sperodisasi dari sementit. Pada temperatur yang lebih
tinggi lagi, terjadi pembentukan karbida kompleks pada baja-baja yang
mengandung unsur-unsur pembentuk karbida yang kuat. Perioda ini disebut
sebagai proses temper tahap keempat.
Perlu diketahui bahwa rentang temperatur yang tertera pada setiap tahap proses
temper, adalah spesifik. Dalam praktek, rentang temperatur tersebut bervariasi
tergantung pada laju pemanasan, lama penemperan, jenis dan sensitivitas
pengukuran yang digunakan. Di samping itu, tergantung juga pada komposisi
kimia baja yang diproses.
Pengaruh unsur-unsur paduan pada proses temper
Jika baja dipadu, interval diantara tahapan proses temper dan bergeser
kearah temperatur yang lebih tinggi, dan itu berarti martensit menjadi lebih tahan
terhadap proses penemperan. Unsur-unsur pembentuk karbida, khususnya : Cr,
Mo, W, Ti dan V dapat menunda penurunan kekerasan dan kekuatan baja
meskipun temperatur tempernya dinaikkan. Dengan jenis dan jumlah yang
tertentu dari unsur-unsur tersebut di atas, dimungkinkan bahwa penurunan
kekerasan dapat terjadi pada temperatur antara 400 dan 600OC, dan dalam
beberapa hal, dapat juga terjadi peningkatan kekerasan. Gambar 2.53
menggambarkan fenomena yang tersebut di atas. Pengaruh unsur paduan terhadap
penurunan kekerasan diterangkan dengan adanya kenyataan bahwa unsur-unsur
paduan tersebut menunda adanya kenyataan bahwa unsur-unsur paduan tersebut
menunda presipitasi karbon dari martensit pada temperatur temper yang lebih
tinggi. Dilain pihak, peningkatan kekerasan pada temperatur temper yang lebih
tinggi pada baja-baja yang mengandung W, Mo dan V disebabkan oleh adanya
transformasi austenit sisa menjadi martensit.
Baja perkakas paduan tinggi seperti baja hot-worked dan high speed, pada
rentang temperatur 200-300OC, austenit sisa yang ada belum bertransformasi.
Tetapi pada penemperan sekitar 450-600OC, austenit akan terkondisikan dan
ketika didinginkan, akan terbentuk martensit sekunder. Dengan adanya martensit
seperti itu pada baja yang bersangkutan, proses penemperan tidak menghasilkan
pelunakan yang berarti. Pengkondisian austenit tergantung pada waktu dan
temperatur. Dengan adanya presipitasi karbida, kandungan karbon dan unsur
paduan pada austenit akan menurun, sehingga meningkatkan temperatur
pembentukan martensit. Pembentukan martensit dari austenit sisa bersama-sama
dengan adanya presipitasi karbida akan menimbulkan peningkatan kekerasan yang
merupakan ciri dari baja-baja paduan tinggi dan baja high speed.
Pada baja high speed dan baja yang mengandung Cr yang tinggi, austenit
sisa bertransformasi menjadi martensit pada saat didinginkan dari temperature
temper sekitar 500OC. Karena itu, baja seperti itu harus ditemper kembali dengan
maksud untuk meningkatkan ketangguhan baja yang diproses akibat terbentuknya
martensit sekunder pada saat ditemper.
Peningkatan kekerasan sebagai akibat dari adanya transformasi austenite
sisa menjadi martensit merupakan hal yang umum terjadi pada baja-baja paduan
tinggi, namun sangat jarang terjadi pada baja-baja karbon dan baja paduan rendah
karena jumlah austenite sisanya relatif sedikit. Sedangkan pada baja paduan tinggi
jumlah austenit sisanya mencapai lebih dari 5-30%.
Perubahan sifat mekanik
Tempering dilaksanakan dengan cara mengkombinasikan waktu dan
temperatur. Proses temper tidak cukup hanya dengan memanaskan baja yang
dikeraskan sampai pada temperatur temper untuk jangka waktu tertentu. Proses
temper dikaitkan dengan proses difusi karena itu siklus penemperan terdiri dari
memanaskan benda kerja sampai dengan temperatur di bawah A1 dan
menahannya pada temperatur tersebut untuk jangka waktu tertentu sehingga
perubahan sifat yang diinginkan dapat dicapai. Jika temperatur temper yang
digunakan relatif rendah maka proses difusinya akan berlangsung lambat.
Baja karbon, baja paduan medium dan baja karbon tinggi, pada saat
dipanaskan sekitar 200OC kekerasannya akan menurun sekitar 1-3 HRC akibat
adanya penguraian martensit tetragonal menjadi martensit lain (martensit temper)
dan karbida epsilon. Peningkatan lebih lanjut temperatur tempering akan
menurunkan kekerasan, kekuatan tarik dan batas luluhnya sedangkan elongasi dan
pengecilan penampangnya meningkat. Harga impact berubah dengan pola yang
agak berbeda. Penemperan diantara 250 dan 300OC tidak direkomendasikan
karena penemperan pada rentang temperatur tersebut akan menurunkan harga
impactnya.
Umumnya, makin tinggi temperatur temper, makin besar penurunan
kekerasan dan kekuatannya dan makin besar pula peningkatan keuletan dan
ketangguhannya. Kekerasan dan sifat mekanik baja 817M40 (BS) pada kondisi
dikeraskan dan hasil proses temper sebagai fungsi dari ukuran batang ditabelkan
pada tabel 2.6.
Prosedur Penemperan
Proses temper dapat dilakukan pada tungku dengan udara panas yang
disirkulasikan, oil baths, tungu garam (dengan garam yang titik lelehnya rendah)
dan tungku vakum. Jika tungku dengan udara panas yang disirkulasikan yang
digunakan, maka benda kerja yang dikeraskan dengan menggunakan tungku
garam harus dibersihkan terlebih dahulu, disarankan dibersihkan dengan
menggunakan air mendidih atau uap air. Jika benda kerja yang masih
mengandung bekas-bekas garam dipermukaannya langsung diletakkan di dalam
tungku, baik benda kerja maupun kumparan pemanas pada tungku akan mudah
diserang korosi. Hal ini dapat dicegah seandainya penemperannya menggunakan
tungku garam juga. Tungku garam yang digunakan untuk temper dapat juga
digunakan untuk proses penemperan. Tungku temper harus dilengkapi dengan
pengontrol temperatur yang otomatik dalam rentang 5OC.
Pada setiap proses penemperan perlu merujuk pada kurva temper yang
sesuai sebagai panduan dalam menentukan temperatur temper. Kurva tersebut
sebenarnya menunjukkan hasil rata-rata, namun dalam praktek selalu terjadi
penyimpangan dari harga yang ditunjukkanya. Hal ini disebabkan karena :
1. Adanya variasi dari kondisi quench.
2. Waktu penahanan umumnya relative lebih lama dari yang ditentukan.
3. Adanya variasi dari komposisi kimia baja yang sejenis.
4. Ketidak tepatan pengukuran temperatur.
Agar dicapai distribusi kekerasan yang homogeny pada benda kerja dan
untuk mencegah penghilangan tegangan akibat proses pengerasan yang tidak
merata yang dapat mengakibatkan timbulnya retak, maka laju pemanasan sampai
ke temperatur yang diinginkan harus lambat. Hasil yang baik senantiasa diperoleh
bilamana benda kerja dimasukkan ke dalam tungku yang menggunakan pemanas
udara yang bersirkulasi bebas pada temperatur yang diinginkan. Laju pemanasan
yang terlalu cepat ke temperatur temper yang diinginkan akan mengakibatkan
timbulnya retak akibat adanya peningkatan volume pada lapisan permukaan.
Karena itu laju pemanasan yang tinggi harus dicegah. Laju perpindahan panas
yang tercepat terjadi pada bak yang berisi timah hitam cair, agak cepat di dalam
tungku garam dan oil bath dan sangat lambat pada tungku dengan pemanas udara.
Sebagai contoh, untuk mencapai temperatur temper 200OC
pada benda kerja yang
dikeraskan yang memiliki ukuran 0,40 mm x 80 mm memerlukan waktu sekitar
satu jam di dalam tungku pemanas udara sedangkan jika udaranya disirkulasikan,
maka waktu yang diperlukan adalah sekitar 40 menit. 30 Menit di dalam oil baths
dan sangat cepat dalam bak yang berisi timah hitam cair. Tabel 2.1
menggambarkan perkiraan waktu yang diperlukan untuk memanaskan berbagai
ukuran pahat sampai 400OF (200
OC). Perlu diketahui bahwa sebelum dilakukan
pengukuran waktu penemperan, harus disediakan waktu yang cukup agar
temperatur terdistribusi secara uniform di seluruh benda kerja. Dari pengalaman
diketahui bahwa efek penemperan hany terjadi jika waktu penahan relatif lama.
Berdasarkan hal ini, untuk proses, penemperan tidak disarankan untuk
menggunakan bak yang berisi timah hitam cair.
Ukuran
benda kerja
Waktu yang diperlukan untuk memanaskan
Pada tungku
dengan pemanas
udara
Oil bath
Pada tungku dengan
pemanas udara yang
disirkulasikan
0 ¾” x 2”
0 1,5” x 3”
0 3” x 6”
0 6” x 12”
0,5 h
1 h
2 h
5 h
0,5 h
0,5 h
1 h
2,5 h
20‟
40‟
70‟
3 h
Tabel 2.1 Perkiraan waktu
Waktu yang diperlukan untuk penemperan bervariasi dari setengah jam
sampai dengan 2 jam untuk setiap 10 mm ketebalan. Karena proses temper adalah
proses presipitasi, maka waktu yang diperlukan pada temperatur temper yang
relatif tinggi bercorde menit. Tetapi sekurang-kurangnya diperlukan waktu
setengah sampai satu jam. Waktu yang lebih lama kadang-kadang diperlukan pada
saat memproses benda kerja dipajan pada temperatur yang diinginkan untuk
jangka waktu tertentu. Setelah waktu penemperan dilewati, perkakas yang
diproses harus didinginkan dengan lambat di udara. Laju pendinginan yang terlalu
cepat atau bahkan diquench dari temperatur tempernya akan menimbulkan
tegangan yang besarnya dapat mendekati harga yang dicapai pada saat proses
pengerasan.
Dalam beberapa pabrik, biasanya digunakan HRC untuk memeriksa
perkakas yang dikeraskan sebelum memutuskan temperatur temper yang dikaitkan
dengan harga kekerasan yang diinginkan. Banyak data yang menunjukkan bahwa
perkakas hasil pengerasan (hasil quench) menjadi retak pada saat handling.
Karena itu perkakas yang demikian harus segera distemper pada temperature
rendah agar kekerasannya tidak menurun di bawah harga yang diinginkan. Jika
karena berbagai sebab, tidak memungkinkan untuk segera menemper perkakas
setelah proses quench, perkakas sebaiknya dimasukkan ke dalam tungku yang
hangat sampai dengan waktu pelaksanaan proses temper tiba. Temperatur tungku
harus berada di bawah temperatur temper.
B. BAJA KARBON
1. DASAR-DASAR PERLAKUAN PANAS PADA BAJA KARBON
Besi merupakan salah satu jenis logam yang sangat penting dan merupakan
logam dasar pembentuk baja yang merupakan salah satu material teknik yang
sangat popular dewasa ini. Sifat alotropik dari besilah yang menyebabkan
timbulnya variasi struktur mikro pada berbagai jenis baja. Di samping itu, besi
merupakan pelarut yang sangat baik bagi beberapa jenis logam lain.
Pengertian alotropik adalah adanya transformasi dari satu bentuk susunan
atom (sel satuan) ke bentuk susunan atom yang lain. Besi sangat stabil pada
temperatur di bawah 910OC dan disebut sebagai besi alfa (Fe). Pada temperatur
antara 910 dan 1392OC besi dikenal dengan istilah besi gama (Fe) dan pada
temperatur di atas 1392OC disebut sebagai besi delta (Fe).
Adanya fenomena alotropik dari besi merupakan suatu hal yang sangat
penting dan mencakup dua bentuk susunan atom. Pada temperatur di bawah
910OC susunan atomnya mengambil bentuk Kubus Pusat Badan (KBP atau BCC)
seperti terlihat pada gambar 2.4. Mulai temperatur 910OC akan terjadi perubahan
susunan atom. Temperatur ini dikenal dengan sebutan titik A3 seperti terlihat pada
gambar 2.5. Di atas temperatur tersebut susunannya mengambil bentuk Kubus
Pusat Muka (KPM atau FCC) seperti terlihat pada gambar 2.6. Jika proses
pemanasan dilanjutkan, bentuk susunan atomnya pada temperatur 1392OC
berubah kembali menjadi KBP lagi dan dikenal dengan sebutan besi delta.
Pemanasan lebih lanjut menyebabkan getaran atom semakin besar sehingga pada
temperatur 1536OC gaya kohesif yang memelihara susunan atom tersebut tidak
ada lagi dan besi menjadi cair. Pada saat membekukan besi cair ke temperatur
kamar, maka akan terjadi transformasi yang urutannya kebalikan dari proses
pemanasan.
Pada temperatur kamar besi bersifat feromagnetik, sifat magnetiknya
menurun dengan meningkatnya temperatur dan hilang sama sekali pada
temperatur 769OC yang umum dikenal sebagai titik A2 atau titik Currie (lihat
gambar 2.5)
Gambar 1.2. menggambarkan kurva pendinginan dengan titik-titik kritiknya
pada temperature : 769 (titik A2), 910 (titik A3), 1392 (titik A4) dan 1536OC
sebagai titik cair dari besi murni. Titik yang lain adalah titik A1 terletak pada
temperatur 723OC dan yang lain adalah titik A1 terletak pada temperature 723
OC
dan hanya tampak jika besi dipadu dengan karbon atau logam-logam lain.
Perubahan susunan atom yang terjadi pada saat pemanasan atau pendinginan
ditabelkan pada table 2.2. Di samping itu, table tersebut mendata juga temperatur-
temperatur (disebut sebagai titik kritik) di mana terjadi perubahan fasa pada besi
dan paduannya.
Penambahan unsur paduan pada besi, khususnya karbon, memungkinkan
membuat berbagai jenis baja yang jika dikombinasikan dengan berbagai jenis
metoda perlakuan panas akan menghasilkan sifat-sifat yang memadai untuk
penggunaan yang tertentu.
2. DIAGRAM FASA BESI KARBON
Kegunaan dari baja sangat tergantung pada sifat-sifatnya yang sangat
bervariasi yang diperoleh melalui pemaduan dan penerapan proses perlakuan
panas. Sifat mekanik dari baja sangat tergantung pada struktur mikronya.
Sedangkan struktur mikro sangat mudah diubah melalui proses perlakuan panas.
Beberapa jenis baja memiliki sifat-sifat yang tertentu sebagai akibat
penambahan unsur paduan. Salah satu unsur paduan yang sangat penting yang
dapat mengontrol sifat baja adalah karbon (C). Jika besi dipadu dengan karbon,
transformasi yang terjadi pada rentang temperatur tertentu erat kaitannya dengan
kandungan karbon. Berdasarkan hasil pemaduan antara besi dengan karbon,
karbon berada di dalam besi dapat berbentuk larutan atau berkombinasi dengan
besi membentuk karbida besi (Fe3C). Diagram yang menampilkan hubungan
antara temperatur dimana terjadi perubahan fasa selama proses pendinginan dan
pemanasan yang lambat, dengan kadar karbon disebut diagram fasa. Diagram ini
akan merupakan dasar pemahaman untuk semua operasi-operasi perlakuan panas.
Gambar 2.7 menggambarkan diagram fasa besi- karbon untuk seluruh rentang
paduan besi dengan karbon yang mencakup baja dan besi cor. Kadar karbonnya
pada diagram tersebut bervariasi dari nol sampai 6,67%.
Gambar 2.8 menggambarkan jenis-jenis struktur mikro yang ada di setiap
bagian pada diagram fasa besi karbon yang kerap muncul pada setiap pembahasan
proses perlakuan panas pada baja.
Baja adalah paduan besi dengan karbon sampai sekitar 1,7% (maksimum).
Paduan besi dengan karbon di atas 1,7% disebut besi cor (Cast Iron).
Karbon adalah unsur penyetabil austenit. Kelarutan maksimum dari karbon
pada austenit adalah sekitar 1,7% (E) pada 1140OC. Sedangkan kelarutan karbon
apda ferit naik dari 0% pada 910OC menjadi 0,025% pada 723
OC. Pada
pendinginan lanjut, kelarutan karbon pada ferit menurun menjadi 0,08% pada
temperatur kamar (lihat gambar 2.9).
Seperti ditunjukkan oleh garis GS pada gambar 2.8, tampak bahwa jika
kadar karbon meningkat maka transformasi austenit menjadi ferit akan menurun
dan akan mencapai minimum pada titik S yaitu pada saat prosentase karbon
mencapai 0,8% pada temperatur 723OC. Titik ini biasa disebut sebagai titik
eutektoid. Komposisi eutektoid dari baja merupakan titik rujukan untuk
mengklasifikasikan baja. Baja dengan kadar karbon 0,8% disebut baja eutektoid.
Sedangkan baja dengan kadar karbon kurang dari 0,8% disebut baja
hypoeutektoid. Baja hypoeutektoid adalah baja-baja dengan kadar karbon lebih
dari 0,8%. Titik-titik kritik sepanjang garis GS disebut sebagai garis A3 sedangkan
titik-titik kritik sepanjang garis PSK disebut sebagai garis A1. Dengan demikian,
setiap titik pada garis GS dan SE menyatakan temperatur dimana transformasi
dari austenit dimulai baik pada saat dipanaskan maupun pada saat didinginkan.
Jika baja eutektoid (0,8%C) didinginkan dari temperatur austenitisasinya,
maka pada saat mencapai titik-titik sepanjang garis tersebut akan bertransformasi
menjadi suatu campuran eutektoid yang disebut Perlit. Jika baja hypoeutektoid
didinginkan dari temperatur disepanjang batas butir austenit. Sebagai contoh, baja
karbon dengan kadar karbon 0,4%, jika didinginkan dari temperatur
austenitisasinya (titik a pada gambar 2.10), pada saat mencapai titik b,
transformasi akan dimulai.
Pada titik ini, pengintian ferit akan terjadi dibatas butir austenit dan mulai
saat itu, paduan Fe-C memasuki daerah dua fasa. Jika pendinginan yang lambat
tersebut diteruskan ke titik C ferit akan tumbuh. Pada 723OC, struktur baja dititik
C terdiri dari austenite (0,8%C) dan ferit (0,025%C). Karena kelarutan karbon
diferit sangat rendah, maka pada saat pertumbuhan ferit akan disertai
“Pembungan” karbon ke austenit yang masih tersisa sehingga fasa austenite
menjadi semakin kaya dengan karbon. Pendinginan lanjut dari baja tersebut, pada
saat melalui temperatur eutektoitnya (pada titik D), austenit yang tersisa akan
bertransformasi menjadi suatu campuran ferit dan sementit yang berbentuk
lamellar (serpih). Dengan demikian, baja dengan kadar karbon 0,4% pada titik D
akan terdiri dari ferit dan Perlit. Perbandingan ferit terhadap Perlit sama dengan
perbandingan ferit terhadap austenite dititik C. Pendinginan lebih lanjut sampai ke
temperatur kamar tidak mempengaruhi struktur mikro yang sudah ada. Pada saat
dipanaskan akan terjadi transformasi yang berlangsung kebalikannya dari apa-apa
yang telah diuraikan di atas.
Jumlah Perlit yang ada pada setiap jenis baja sangat tergantung pada kadar
karbonnya. Sebagai contoh, baja dengan 0,2%C akan memiliki sekitar 25% perlit,
sedangkan baja dengan 0,4%C akan memiliki sekitar 50%. Struktur mikro dari
baja hypoeutektoid hasil dari proses pendinginan yang lambat, ditunjukkan pada
gambar 2.11.
Jika baja hypoeutektoid (lebih dari 0,8%C) didinginkan dari temperatur
austenitisasinya, akan terjadi pemisahan sementit pada batas butir austenit di
sepanjang garis SE (lihat gambar 2.12). Sebagai contoh, jika baja dengan 1,2%C
diaustenisasi dan didinginkan perlahan-lahan dari titik G, pada saat mencapai titik
H akan terjadi pemisahan sementit. Dengan adanya pembentukan sementit, kadar
karbon di austenit akan berkurang dan penurunan kadar karbon tersebut terus
berlanjut sampai mendekati temperatur 723OC. Pada titik I, struktur baja akan
terdiri dari campuran austenit (0,8%C) dan sementit (6,67%C) di mana
sementitnya terbentuk di sepanjang batas butir austenit. Pendinginan lebih lanjut
dari baja tersebut melalui temperatur eutektoidnya (pada titik J) akan mengubah
seluruh austenit yang masih tersisa menjadi perlit. Dengan demikian setelah titik
J, struktur baja 0,2%C akan terdiri dari perlit dan sementit dibatas butir perlit.
Pendinginan lanjut sampai ke temperatur kamar tidak akan mengubah struktur
mikro yang sudah ada. Struktur mikro dari baja-baja hypereutectoid hasil
pendinginan yang lambat ditunjukkan pada gambar 2.13. Berdasarkan penjelasan
seperti di atas, struktur baja karbon (tergantung pada kadar Cnya) hasil
pendinginan yang lambat pada temperatur kamar akan terdiri dari :
a. Untuk 0,007 – 0,025%C, ferit.
b. Untuk 0,025 – 0,8%C, ferit dan perlit
c. Untuk 0,8 – 1,7%C, perlit dan sementit
d. Untuk 1,7 – 4,4%C, perlit dan grafit (dengan perlakuan khusus)
Dengan bantuan diagram fasa Fe-C, dimungkinkan untuk memilih temperatur
pemanasan yang sesuai untuk setiap proses perlakuan panas baik proses anil,
normal maupun proses pengerasan. Temperatur-temperatur di mana terjadi
perubahan fasa padat ke fasa padat yang lain pada diagram fasa Fe-C disebut titik
kritik dan dapat dilihat pada tabel 2.3.
3. PENGARUH UNSUR PADUAN TERHADAP DIAGRAM FASA Fe-C
Penambahan unsur-unsur paduan terhadap paduan Fe-C akan berpengaruh
terhadap batas-batas fasa sedemikian sehingga rentang transformasinya dapat
menjadi kecil atau besar. Gambar 2.14 memperlihatkan adanya perubahan
terhadap temperatur eutektoid akibat adanya peningkatan unsur-unsur paduan.
Secara umum, adanya unsur paduan meningkatkan temperatur eutektoid kecuali
Ni dan Mn.
Gambar 2.15. menunjukkan bahwa penambahan unsur-unsur paduan
menurunkan juga prosentase karbon pada komposisi eutektoidnya. Sebagai
contoh, pada baja karbon yang mengandung 5% Cr, titik eutektoidnya berada pada
0,5%C. Pengaruh Cr dan Mn ditunjukkan pada gambar 2.16. dan 2.17.
Berdasarkan data-data ini maka temperatur A1 akibat penambahan Mn menjadi
turun sedangkan akibat penambahan Cr menjadi naik.
4. PENGARUH UNSUR-UNSUR PADUAN
Bentuk dari kurva S dan C dipengaruhi oleh komposisi kimia baja. Hampir
semua unsur paduan, kecuali CO, Ti dan A1 menggeserkan kurva diagram
transformasi isothermal ke sebelah kanan dan ini berarti memperlambat awal
transformasi dan menurunkan laju reaksi.
Peningkatan kadar C sampai dengan titik eutektoid memperlambat reaksi
transformasi ke perlit, tetapi setiap peningkatan lebih lanjut dari kadar C akan
memperpendek waktu inkubasi dan mempercepat laju reaksi. Besar kecilnya
pengaruh unsur paduan terhadap transformasi isothermal dari baja sangat
tergantung pada jenis unsur paduannya. Sebagai contoh : Ni dan Mn
memperlambat transformasi ke perlit dan bainit. Keberadaan Mo dan Cr sangat
memperlambat transformasi ke perlit tetapi relatif sedikit pengaruhnya terhadap
bainit. Unsur-unsur paduan tersebut juga meningkatkan awal terbentuknya perlit
dan menurunkan transformasi ke bainit. Pengaruh unsur paduan seperti tersebut di
atas akan menghasilkan diagram TTT yang memiliki daerah austenit di atas dua
zone reaksi (lihat hambar 2.18) seperti terlihat pada baja-baja perkakas seperti
HSS, baja hot-worked dan cold-worked.
5. TRANSFORMASI PADA PENDINGINAN YANG KONTINYU
Informasi dari diagram TTT secara kuantitatif hanya berlaku untuk
transformasi isothermal pada temperatur konstan. Dalam praktek, diagram TTT
jarang digunakan karena pada kondisi perlakuan panas yang sebenarnya, proses
transformasi terjadi pada proses pendinginan yang kontinyu. Karena itu diagram
TTT perlu dimodifikasi agar dapat digunakan pada proses pendinginan yang
kontinyu.
Diagram pendinginan yang kontinyu (diagram CCT, continuous cooling
(transformation) mirip dengan diagram isothermal (diagram IT). Gambar 2.19
menunjukkan suatu diagram yang dimodifikasi dan menampilkan baik kurva
isothermal maupun kurva pendinginan kontinyu (lihat juga gambar 1.18 dan 1.19
hal 98).
Sebagai contoh : pada gambar 2.19, kurva B menyatakan specimen B
didinginkan dengan laju pendinginan yang lambat seperti pada proses ahli. Kurva
tersebut memotong kurva transformasi dari diagram TTT di B1 dan B2. Jika
temperatur baja mencapai B1 maka transformasi ke perlit akan dimulai dan jika
temperaturnya mencapai B2, seluruh austenit sudah bertransformasi ke perlit.
Perlu diketahui bahwa perlit yang terbentuk sekitar titik B1 akan lebih kasar
dibanding perlit yang terbentuk sekitar titik B2.
Kurva C menyatakan laju pendinginan yang agak cepat seperti terjadi pada
proses penormalan (normalizing). Kurva tersebut memotong kurva transformasi
dititik C1 dan C2. Jika temperatur baja mencapai C1, transformasi ke perlit akan
dimulai dan lebih halus dibanding dengan perlit yang terbentuk di B1. Pada saat
mencapai titik C2 transformasi ke perlit sudah selesai. Perlit yang terbentuk
menjelang C2 lebih halus lagi karena terbentuk pada temperatur yang lebih
rendah.
Kurva D menyatakan laju pendinginan yang relative lebih cepat dari
sebelumnya. Kurva tersebut memotong kurva awal transformasi dititik D1 dan
tidak memotong kurva yang menyatakan akhir transformasi. Ini berarti bahwa
transformasi ke perlit dapat berlangsung tetapi tidak akan seluruh austenit
bertransformasi ke perlit. Dengan perkataan lain, sejumlah volume tertentu dari
austenit pada temperatur yang lebih tinggi akan bertransformasi ke perlit tetapi
karena waktu yang tersebut tidak memungkinkan untuk terjadinya transformasi
secara menyeluruh, maka volume austenit yang masih tersisa pada saat
temperaturnya mencapai MS dititik D2 akan bertransformasi ke martensit. Jadi
baja yang didinginkan dengan laju pendinginan dengan laju pendinginan seperti
itu, sebagian strukturnya adalah struktur yang keras (Martensit).
Kurva G menyatakan laju pendinginan yang sangat cepat, yang dapat
diperoleh dengan cara mencelupkan benda kerja ke dalam suatu medium
pendingin (diquench). Baja yang didinginkan seperti itu tidak akan mengalami
proses transformasi kecuali pada saat mencapai G1. Pada temperatur tersebut
austenit mulai bertransformasi ke Martensit. Gambar 2.20 dan 2.21
menggambarkan kurva CT untuk BS 708M40 dan AISI H13.
6. STRUKTUR METALOGRAFI DAN KAITANNYA DENGAN SIFAT
Baja dapat dilakukan panas agar diperoleh struktur mikro dan sifat yang
diinginkan. Struktur mikro dan sifat yang diinginkan tersebut dapat diperoleh
melalui proses pemanasan dan pendinginan pada temperatur tertentu. Jika
permukaan dari suatu specimen baja disiapkan dengan cermat dan struktur
mikronya diamati dengan menggunakan mikroskop, maka akan tampak bahwa
baja tersebut memiliki struktur yang berbeda-beda. Jenis struktur yang ada sangat
dipengaruhi oleh komposisi kimia dari baja dan jenis perlakuan panas yang
diterapkan pada baja tersebut. Struktur yang aka nada pada suatu baja adalah ferit,
perlit, bainit, martensit, sementit dan kerbida lainnya.
a. FERIT
Larutan padat karbon dan unsur paduan lainnya pada besi kubus pusat badan
(Fe) disebut ferit. Ferit terbentuk pada proses pendinginan yang lambat dari
austenit baja hypoeutektoid pada saat mencapai A3. Ferit bersifat sangat lunak,
ulet dan memiliki kekerasan sekitar 70-100 BHN dan memiliki konduktifitas yang
tinggi.
Jika austenit didinginkan di bawah A3, austenit yang memiliki kadar C yang
sangat rendah akan bertransformasi ke ferit (yang memiliki kelarutan C
maksimum sekitar 0,025% pada temperatur 723OC). Gambar 1.20
menggambarkan struktur ferit dengan butir-butir yang berbentuk poligonal.
b. SEMENTIT
Sementit adalah senyawa besi dengan karbon yang umum dikenal sebagai
karbida besi dengan rumus kimianya Fe3C (prosentase karbon pada sementit
adalah sekitar 6,67%). Sel satuannya adalah ortorombik dan bersifat keras dengan
harga kekerasannya sekitar 65-68 HRC. Pada struktur hasil anil, karbida tersebut
akan berbentuk bulat dan tertanam dalam matrik ferit yang lunak dan dapat
berfungsi sebagai pemotong geram sehingga dapat meningkatkan mampu mesin
dari baja yang bersangkutan. Keberadaan karbida-karbida pada baja-baja yang
dikeraskan, terutama pada HSS dan baja cold-worked dapat meningkatkan
ketahanan aus. Gambar 2.22. memperlihatkan suatu struktur mikro yang terdiri
dari sementit yang bulat dalam matriks ferit.
c. PERLIT
Perlit adalah campuran sementit dan ferit yang memiliki kekerasan sekitar
10-30 HRC. Jika baja eutektoid (0,8%C) diaustenisasi dan didinginkan dengan
cepat ke suatu temperatur di bawah A1 misalnya ke temperatur 700OC dan
dibiarkan pada temperatur tersebut sehingga terjadi transformasi isothermal, maka
austenit akan mengurai dan membentuk perlit melalui proses pengintian
(nukleasi) dan pertumbuhan. Perlit yang terbentuk berupa campuran ferit dengan
sementit yang tampak seperti pelat-pelat yang tersusun bergantian (lihat gambar
2.23).
Perlit yang terbentuk sedikit di bawah temperatur eutektoid memiliki
kekerasan yang lebih rendah dan memerlukan waktu inkubasi yang lebih banyak.
Penurunan temperatur lebih lanjut waktu inkubasi yang diperlukan untuk
transformasi ke perlit makin pendek dan kekerasan yang dimiliki oleh perlit lebih
tinggi (lihat gambar 2.24). Pada baja hypoeutektoid (kadar karbonnya kurang dari
0,8%) struktur mikro baja akan terdiri dari daerah-daerah perlit yang dikelilingi
oleh ferit. Sedangkan pada baja hipereutektoid (kadar karbonnya lebih dari 0,8%),
pada saat didinginkan dari austenitnya, sejumlah sementit proeutektoid akan
terbentuk sebelum perlit dan tumbuh dibekas batas butir austenit.
d. BAINIT
Bainit adalah suatu fasa yang diberi nama sesuai dengan nama penemunya
yaitu E.C. Bain. Bainit merupakan fasa yang kurang stabil (mestabil) yang
diperoleh dari austenit pada temperatur yang lebih rendah dari temperatur
transformasi ke perlit dan lebih tinggi dari temperatur transformasi ke perlit dan
lebih tinggi dari temperatur transformasi ke Martensit. Sebagai contoh, jika baja
eutektoid yang diaustenisasi didinginkan dengan cepat ke temperatur sekitar 250-
500OC dan dibiarkan pada temperatur tersebut, hasil transformasinya adalah
berupa struktur yang terdiri dari ferit dan sementit tetapi bukan perlit.
Struktur tersebut dinamai bainit. Kekerasannya bervariasi antara 45-55 HRC
tergantung pada temperatur transformasinya. Ditinjau dari temperatur
transformasinya, jika terbentuk pada temperatur yang relatif tinggi disebut Upper
Bainite sedangkan jika terbentuk pada temperatur yang lebih rendah disebut
sebagai Lower Bainite. Struktur upper bainite seperti perlit yang sangat halus
sedangkan lower bainite menyerupai martensit temper.
e. MARTENSIT
Martensit adalah fasa yang ditemukan oleh seorang metalografer yang
bernama A. Martens. Fasa tersebut merupakan larutan padat dari karbon yang
lewat jenuh pada besi alfa sehingga latis-latis sel satuannya terdistorsi. Sifatnya
sangat keras dan diperoleh jika baja dari temperatur austenitnya didinginkan
dengan laju pendinginan yang lebih besar dari laju pendinginan kritiknya.
Dalam paduan besi karbon dan baja, austenit merupakan fasa induk dan
bertansformasi menjadi martensit pada saat pendinginan. Transformasi ke
martensit berlangsung tanpa difusi sehingga komposisi yang dimiliki oleh
martensit sama dengan komposisi austenit (Gambar 2.7 dan 2.8) sesuai dengan
komposisi paduannya. Sel satuan martensit adalah Tetragonal pusat badan (Body
Center Tetragonal / BCT). Atom karbon dianggap menggeser latis kubus menjadi
tetragonal. Besarnya tetragonalitas yang terjadi dapat dijelaskan dengan gambar
2.25. Kelarutan karbn dalam BCC menjadi lebih besar jika terbentuk martensit,
dan hal inilah yang menyebabkan timbulnya tetragonalitas (BCT). Makin tinggi
konsentrasi karbon, makin banyak posisi interstisi yang tersisi sehingga efek
tetragonalitasnya makin besar. Pada gambar 2.26. parameter latis diplot sebagai
fungsi dari kadar karbon baik dalam austenit maupun dalam martensit. Dari
gambar tersebut terlihat bahwa parameter latis bervariasi secara linier dengan
kadar karbon. Pada martensit, dengan menaiknya kadar karbon, parameter di
sumber C juga meningkat sedangkan parameter lainnya yang berhubungan dengan
kedua sumbu lainnya (parameter a) menurun. Parameter kubus kepunyaan austenit
meningkat dengan menaiknya kadar karbon.
Pembentukan martensit, berbeda dengan pembentukan perlit dan bainit, dan
secara umum tidak tergantung pada waktu. Dari diagram transformasi terlihat
martensit mulai terbentuk pada temperatur MS (lihat gambar 2.24). Jika
pendinginan dilanjutkan, austenit akan bertransformasi ke martensit. Makin
rendah temperaturnya, makin banyak austenit yang bertransformasi ke martensit
dan pada titik Mf pembentukan martensit berakhir. Pada contoh ini, martensit
mulai terbentuk pada temperatur sekitar 200OC (MS) dan berakhir pada temperatur
sekitar 29OC yaitu pada saat martensit hamper mencapai 100%. Bahwa
pembentukan martensit tidak tergantung pada waktu dijelaskan dengan adanya
garis horizontal pada diagram TTT/CCT. Pada 100OC, sekitar 90% martensit telah
terbentuk dan perbandingan ini tidak akan berubah terhadap waktu sepanjang
temperaturnya konstan.
Awal dan akhir dari pembentukan martensit sangat tergantung pada
komposisi kimia dari baja dan cara mengaustenisasi. Pada baja karbon, temperatur
awal dan akhir dari pembentukan martensit (MS dan Mf) sangat tergantung pada
kadar karbon seperti terlihat pada gambar 2.27. Makin tinggi kadar karbon suatu
baja makin rendah temperatur awal dan akhir dari pembentukan martensit. Dari
gambar tersebut terlihat bahwa untuk baja dengan kadar karbon lebih dari 0,5%,
transformasi ke martensit akan selesai pada temperatur di bawah temperatur
kamar. Dengan demikian, jika kadar karbon melampaui 0,5%, maka pada
temperatur kamar akan terdapat martensit dan austenit sisa. Makin tinggi kadar
karbon, pada baja akan makin besar jumlah austenit sisanya. Austenit yang belum
sempat bertransformasi menjadi martensit disebut sebagai austenit sisa. Untuk
mengkonversikan austenite sisa menjadi martensit, kepada baja tersebut harus
diterapkan proses “subzero” (subzerro treatment).
Di samping karbon, unsur-unsur seperti Mn, Si, Ni, Cr, Mo dan W juga
menggeserkan temperatur MS. Penurunan titik MS sebanding dengan jumlah unsur
yang larut dalam austenit (lihat gambar 2.28). Dari semua unsur tersebut di atas
terlihat bahwa karbon yang memberi pengaruh lebih besar terhadap penurunan
temperatur MS. Struktur martensit tampak seperti jarum (lihat gambar 2.29) atau
pelat-pelat halus. Halus kasarnya pelat atau jarum tergantung pada ukuran butir
dari austenit. Jika butir austenitnya besar maka martensit yang akan diperoleh
menjadi lebih kasar. Pembentukan martensit diiringi juga kenaikan volume
spesifik sekitar 3%. Hal inilah yang menyebabkan mengapa timbul tegangan pada
saat dikeraskan. Tegangan yang terjadi dapat menimbulkan distorsi dan bahkan
dapat menyebabkan timbulnya retak.
Penyebab tingginya kekerasan martensit adalah karena latis besi mengalami
regangan yang tinggi akibat adanya atom-atom karbon. Berdasarkan hal ini,
kekerasan martensit sangat dipengaruhi oleh kadar karbon. Kekerasan martensit
berkisar antara 20-67 HRC (lihat gambar 2.30). Makin tinggi kadar karbon dalam
martensit, makin besar distorsi yang dialami oleh latis besi di dalam ruang dan
mengakibatkan makin tingginya kekerasan martensit.
f. KARBIDA
Unsur-unsur paduan seperti karbon, mangan, chrom, wolfram, molibden dan
vanadium banyak digunakan pada baja-baja perkakas (seperti pada baja cold-
worked, baja hot-worked dan HSS) untuk meningkatkan ketahanan baja tersebut
terhadap keausan dan memelihara stabilitas baja tersebut pada temperatur tinggi.
Keberadaan unsur paduan tersebut pada baja akan menimbulkan terbentuknya
karbida-karbida seperti : M3C, M23C6, M6C, M7C3 dimana M menyatakan atom-
atom logam sedangkan C menyatakan kadar karbon. Karbida-karbida ini memiliki
kekerasan yang sangat tinggi (lihat gambar 2.31) sehingga dapat meningkatkan
ketahanan aus dari baja perkakas yang bersangkutan sebanding dengan volume
karbida di dalam baja dan harga kekerasan dari karbida yang bersangkutan.
Gambar 2.31 menggambarkan harga-harga kekerasan dari berbagai jenis karbida.
Tabel 2.4 menggungkapkan pengelompokkan dan sifat-sifat karbida yang ada
pada suatu baja perkakas.
Banyaknya karbida yang ada pada suatu baja perkakas tergantung pada
prosentase karbon dan unsur paduan serta tergantung pada jenis karbida yang
akan terbentuk. Pada baja hypereutektoid yang sudah dikeraskan, keberadaan
karbida adalah sekitar 5-12% sedangkan pada struktur yang dianil, jumlah
tersebut akan bertambah banyak. Pada saat diaustenisasi, karbida-karbida ini akan
memperkaya austenite dengan karbon dan unsur-unsur paduan. Unsur paduan
yang memperkaya austenite seperti : Cr, W, Mo atau V akan menciptakan kondisi
yang dapat mempermudah terbentuknya presipitasi karbida-karbida pada saat
dikeraskan maupun pada saat distemper. Kondisi seperti itu dapat meningkatkan
stabilitas termal dari baja yang bersangkutan dan juga meningkatkan kekerasan
sekitar 3-5 HRC.
Jenis Karbida Bentuk Sel Satuan Keterangan
M3C
M7C3
M23C6
M6C
M2C
MC
Orthorombik
Heksagonal
FCC
FCC
Heksagonal
FCC
Karbida jenis ini disebut sementit,
Mnya dapat berupa : Fe, Mn, Cr dengan
sedikit W, Mo, V.
Banyak dijumpai pada baja Cr. Tahan
terhadap disosiasi pada temperatur
tinggi, keras dan terhadap abrasi.
Banyak dijumpai pada saat menemper
HSS.
Terdapat pada baja Cr tinggi dan semua
jenis HSS.
Karbida yang kaya akan W atau Mo.
Mungkin juga mengandung Cr, V, Co.
Terdapat pada semua jenis HSS, tahan
terhadap abrasi.
Karbida yang kaya dengan W atau Mo
dari type W2C. Muncul setelah
distemper.
Karbida yang kaya dengan V, tidak
mudah mengurai.
Tabel 2.2 Klasifikasi dan sifat umum karbida didalam suatu baja perkakas
Karbida semenit, adalah karbida besi, simbolnya M3C, terdapat disemua jenis
baja. Kekerasannya berkisar antara 910 dan 1050 HV tergantung pada kondisi
pembentukannya.
Karbida Chrom kompleks M23C6, (Cr, Fe,Mo,W,V)23C6 : Karbida seperti ini
akan ada pada baja dengan kadar Chrom lebih dari 3-4% dan kadar C kurang dari
0,8-1%. Kekerasannya bervariasi antara 1000 dan 1100 HV. Ketika diaustenisasi
pada temperatur sekitar 950-10000C, karbida-karbida tersebut akan memperkaya
austenit dengan V, Mo, dan W. Pada HSS yang memiliki temperatur pengerasan
yang tinggi, M23C6 seluruhnya akan larut sedangkan pada jenis baja yang lain,
sebagian karbida tidak larut.
Karbida Chrom kompleks M7C3, (Fe, Cr,Mo,W,V)7C3: Karbida seperti ini
akan ada pada baja yang mengandung Chrom lebih dari 3-4% dan C lebih dari
0,8-1,1%. Kekerasannya sekitar 1600-1800 HV. Karbida M7C3 memperkaya
austenite dengan Cr, V, Mo, dan W pada temperature pengerasan sekitar 950-
11500C. Keberadaan karbida ini dapat meningkatkan ketahanan aus dan stabilitas
termal.
Kabida W-Mo kompleks (W,Mo,Cr,V)6C : merupakan karbida utama yang
ada pada semua jenis baja HSS dan Hot-worked. Kekerasannya bervariasi antara
1200-1300HV. Larut dalam austenit pada rentang temperatur sekitar 1150-
13000C. Baja yang mengandung karbida tersebut akan memiliki ketahanan aus
yang tinggi. Pada saat ditemper pada temperatur sekitar 500-6000C, karbida ini
akan terbentuk hasil tarnsformasi dari fasa karbida lainnya.
Karbida Vanadium (MC) : Karbida ini memiliki kekerasan yang sangat
tinggi (sekitar 2000HV) sehingga mampu meningkatkan ketahanan aus dari baha
yang bersangkutan. Larut dalam austenite pada temperature sekitar 1100-11500C
maksimum 1,5-2%.
7. PENGARUH UNSUR PADUAN
Sifat mekanik yang diperoleh dari pross perlakuan panas terutama
tergantung pada komposisi kmia. Baja merupakan kombinasi Fe dan C. Di
samping itu, terdaapat juga beberapa unsur yang lain seperti Mn, P, S dan Si yang
senantiasa ada meskipun hanya sedikit. Baja yang hanya mengandung C tidak
akan memiliki sidat seperti yang diinginkan. Penambahan unsur-unsur paduan
seperti Mn, Ni, Cr, Mo, V, W dan seterusnya baik masing-masing maupun secara
kombinasi dapat menolong untuk mencapai sifat-sifat yang diinginkan. Pengaruh
dari penambahan unsur paduan spesifikasi terhadap sifat baja diuraikan sebagai
berikut :
a. Karbon
C adalah unsur pengeras yang utama pada baja. Jika berkombinasi dengan
besi akan membentuk Karbida Fe3C atau semenit yang sifatnya keras.
Penambahan lebih lanjut akan meningkatkan kekerasan dan kekuatan tarik baja
diiringi dengan penurunan harga impactnya. Jika kadar karbon meningkat sampai
diatas 0,85% kekuatannya cenderung akan turun meskipun kekerasan relative
tetap. Pada saat diquench, kekerasan maksimum yang dicapai sebanding dengan
peningkatan kadar karbon, namun di atas 0,6% laju kenaikan kekerasannya
menjadi kecil (lihat gambar 1.28). Untuk baja konstruksi, kadar karbonnya
bervariasi antara 0,1 – 0,6% sedangkan untuk baja karbon perkakas kadar
karbonnya berkisar antara 0,5-1,4%. Pada baja “Case Hardening” (permukaannya
saja yang dikeraskan), kadar karbonnya berkisar antara 0,05-0.25%.
b. Mangan
Unsur ini senantiasa ada pada seluruh jenis baja komersil. Berperan dalam
meningkatkan kekuatan dan kekerasan, menurunkan laju pendinginan kritik
sehingga mampu keras baja dapat ditingkatkan dan juga meningkatkan ketahan
terhadap abrasi. Baja dengan kadar karbon yang tinggi (di atas 0,8%) disebut baja
paduan mangan.
Baja paduan mangan sangat rentan terhadap over heating karena butirnya
mudah menjadi kasar. Keberadaan unsur mangan dapat memperbaiki kualitas
permukaan karena mangan dapat meningkat belerang sehingga memperkecil
terbentuknya sulfide besi yang dapat menimbulkan “Hot shortness” atau
kerentanan terhadap timbulnya retak pada saat dikerjakan panas. Baja mangan
banyak digunakan untuk pegas, “Sambungan” rel KA, Crusher dan komponen
“Dredger”. Pada baja Hadfield, kandungan mangan sekitar 12% dan pada baja
tahan karat keberadaan Mn dikombinasikan dengan Cr dan Ni.
c. Silikon
Si dan Mn adalah unsur-unsur yang selalu ada pada baja. Keberadaan Si
pada baja-baja konstruksi maksimum 0,35%. Si menaikkan kekerasan dan
elastisitas tetapi menurunkan kekuatan tarik dan keuletannya. Jika dikeraskan dan
ditemper, baja silicon akan memiliki kekuatan yang tinggi disertai keuletan dan
ketahanan terhadap beban yang tiba-tiba yang baik. Digunakan pada baja dengan
hysteresis yang rendah, baja pegas serta sebagai material tahan asam pada
industry petrokimia.
d. Chrom
Cr merupakan unsur paduan yang penting setelah C. dapat membentuk
karbida (tergantung pada jenis perlakuan yang diterapkan dan kadarnya). Cr ada
pada baja-baja konstruksi dan pada baja-baja perkakas grade yang tinggi. Cr juga
merupakan salah satu unsur paduan utama pada HSS.
Cr meningkatkan temperatur austenisasi. Pada jenis baja tahan karat dan
baja tahan panas, Cr meningkatkan ketahanan korosi karena Cr dapat membentuk
lapisan oksida Cr dipermukaan baja. Cr terutama digunakan untuk meningkatkan
mampu keras baja, kekuatan tarik, ketangguhan dan ketahanan abrasi.
e. Nikel
Nikel merupakan salah satu unsur paduan yang penting untuk meningkatkan
kekuatan dan ketangguhan baja dengan cara mempengaruhi proses transformasi
fasa. Jika berada dalam jumlah yang memadai, Ni dapat memperbaiki sifat
mekanik. Jika jumlah Ni relatif banyak, maka austenite pada baja akan stabil
sampai ditemperatur kamar.
Ni menurunkan temperatur eutektoid baja bahkan dapat menurunkan sampai
ke temperatur yang efektif untuk proses quench. Ni tidak membentuk karbida dan
tidak berpengaruh terhadap kekerasan. Ni memperbaiki ketahanan korosi. Baja
paduan Nikel digunakan sebagai material konstruksi dan teknik (misalnya
jembatan) dengan kadar Ni sekitar 2-4%, komponen mesin dan baja “Case
Hardening”.
f. Molibden
Untuk setiap unit yang ditambahkan, Mo sangat besar sekali pengaruhnya
terhadap mampu keras dibanding dengan unsur paduan lainnya (kecuali Mn).
Akibat penambahan Mo, dalamnya pengerasan dari baja meningkat karena laju
pendinginan kritiknya menjadi turun. Jika berkombinasi dengan unsur paduan
lainnya, akan meningkatkan ketangguhan dan ketahan mulur dan juga
meningkatkan ketahanan baja pada temperatur tinggi. Keberadaan Mo dapat
menurunkan kerentanan terhadap temper embrittlement pada baja. Temper
embrittlement pada baja sering terjadi pada baja-baja Ni – Cr pada saat
didinginkan dengan laju pendinginan yang tinggi dari temperatur temperingnya.
Pada baja perkakas, Mo seperti halnya W, terutama digunakan pada baja
Hot- Worked dan HSS. Mo dapat membentuk karbida sehingga dapat
meningkatkan ketahanan terhadap keausan, meningkatkan ketangguhan dan
kekuatan pada temperatur tinggi.
Baja yang dipadu dengan Mo digunakan pada baja konstruksi untuk maksud
“Case Hardening”, dan digunakan juga pada HSS dan baja tahan karat.
g. Wolfram
W membentuk karbida kompleks. Baja paduan W memiliki kekerasan yang
tinggi, tahan abrasi, kekuatan dan kekerasan pada temperatur tinggi yang baik. W
juga menyebabkan transformasi austenit ke martensit menjadi lambat dan dapat
memperlambat pertumbuhan butir. Baja paduan W tidak rentan terhadap over
heating. Pada baja-baja austenitik Cr-Ni, penambahan W dapat menaikkan batas
mulurrnya.
Baja paduan W digunakan di HSS, baja-baja perkakas. Baja hot-worked,
baja magnet, katup-katup dan baja-baja tahan karat.
h. Vanadium
Pada baja-baja konstruksi, vanadium menaikkan kekuatan tarik dan batas
mulur serta memperbaiki rasio diantara kekuatan tarik dan mulur. V merupakan
unsur pembentuk karbida yang kuat dan karbida yang terbentuk sifatnya sangat
stabil. Dengan penambahan sekitar 0,04 – 0,05% mampu keras baja karbon
medium dapat ditingkatkan. Di atas harga tersebut, mampu kerasnya menurun
karena adanya pembentukan karbida yang tidak larut.
Jika diperlukan temperatur austenisasi yang lebih tinggi maka perlu
ditambahkan V. Karena sifatnya yang mudah membentuk karbida, maka V
banyak digunakan pada baja-baja perkakas. V meningkatkan kekerasan pada
temperatur tinggi (hot hardness) dan jika berada dalam jumlah yang cukup pada
baja perkakas, maka ketahanan aus baja tersebut akan meningkat.
V bersama-sama dengan Cr, Ni dan Mo sering digunakan pada baja-baja
konstruksi yang menerima tegangan yang tinggi. Juga dipergunakan sebagai
material untuk “punching” dan “blanking dies”, cold-worked dan forming dies
serta pada HSS.
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gam
bar
2.8
G
amb
ar 2
.7
Gambar 2.12
Gambar 2.13
Gambar 2.14 Gambar
2.15
Gam
bar
2.1
6
Gam
bar
2.1
7
Tab
el 2
.2
Gam
bar
2.2
4
Gam
bar
2.2
4
Gam
bar
2.1
8
Gam
bar
2.1
9
Gam
bar
2.2
5
Gam
bar
2.2
6
Gam
bar
2.2
7
Gam
bar
2.2
8
Gam
bar
2.2
9
Gam
bar
2.3
0
Gam
bar
2.3
1
C. Baja SAE 9245 ( Spring steel )
Pegas merupakan salah satu suku cadang alat transportasi yang mempunyai
peranan sangat penting, Dalam hal ini agar dapat berperan dengan baik sebagai
fungsinya diperlukan desain dan perencanaan yang tepat didalam proses
produksinya, sehingga dapat memenuhi standart atau spesifikasi yang telah
ditetapkan. Salah satu faktor yang sangat penting diperhatikan adalah material
atau bahan yang akan dipakai didalam pembuatan pegas spiral (coil). SAE 9254
memiliki tetangguhan yang cukup tinggi cocok dengan karakter spring spiral
(coil).
Tabel. Chemical Composition material,berdasarkan JIS G 4801 : 2005
Designation of grade C Si Mn
P ( ' )
S ( ' )
Cr Mo V B
% % % % % % % % %
SUP 6 0.55 to
1.50 to
0.70 to
0,030 0,030 - - - -
0,64 1,80 1,00 max max
SUP 7 0.56 to
1.80 to
0.70 to
0,030 0,030 - - - -
0,64 2,20 1,00 max max
SUP 9 0.52 to
0.15 to
0.65 to
0,030 0,030 0.65 to
- - -
0,60 0,35 0,95 max max 0,95
SUP 9A 0.56 to
0.15 to
0.70 to
0,030 0,030 0.70 to
- - -
0,64 0,35 1,00 max max 1,00
SUP 10 0.47 to
0.15 to
0.65 to
0,030 0,030 0.80 to
- 0.15 to
-
0,55 0,35 0,95 max max 1,10 0,25
SUP 11A 0.56 to
0.15 to
0.70 to
0,030 0,030 0.70 to
- - 0,0005
0,64 0,35 1,00 max max 1,00 min
SUP 12 / SAE 9254 0.51 to
1.20 to
0.60 to
0,030 0,030 0.70 to
- - -
0,59 1,60 0,90 max max 0,90
SUP 13 0.56 to
0.15 to
0.70 to
0,030 0,030 0.70 to
0.25 to
- -
0,64 0,35 1,00 max max 0,90 0,35
Table 2.3 composition materal SAE 9254 menurut JIS 4801 : 2005
D. Heating Furnace
Dalam industri pembuatan spring dibutuhkan suatu peralatan untuk pemanas
material yang disebut dapur. Dapur adalah alat yang berfungsi untuk
memindahkan panas yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar dalam
suatu ruangan ke material yang dipanaskan melalui pipa-pipa pembuluh yang
berada di sekitar ruang pembakaran dapur tersebut. Tujuan dari pemindahan panas
hasil pembakaran ke material yang dipanaskan tersebut adalah agar dicapai
kondisi operasi (suhu) yang diinginkan oleh proses berikutnya dalam suatu
peralatan lain atau langsung sebagai produk jadi. Dapur merupakan struktur
bangunan berdinding plat baja yang bagian dalamnya di lapisi oleh material batu
bahan api, batu isolasi untuk menahan kehilangan panas ke udara melalui dinding
dapur.
Dapur akan dapat beroperasi dengan efisien yang tinggi bila :
1. Terjadi reaksi pembakaran yang sempurna.
2. Panas pemabakaran bahan bakar dapat diterima dengan merata oleh material
3. Udara berlebih yang optimum.
4. Permukaan luar/dalam dari pipa-pipa pembuluh dalam keadaan bersih.
5. Memperkecil panas yang hilang lewat dinding dapur.
6. Mengoptimalkan panas yang hilang lewat gas asap.
Gambar 2.32 Heating furnace Type HTH 1, Supplier TAIHO
E. Proses pembuatan pegas spiral (coil spring)
Proses pembuatan pegas spiral pada dasrnya juga berdasarkan atas hal-hal
tersebut diatas. Dengan menggunakan baja SAE9254 yang memang khusus
dirancang untuk aplikasi pegas, diperlukan proses yang benar dan tepat untuk
mendapatkan pegas yang memiliki kekuatan untuk dapat menerima beban yang
berfluktuasi. Berikut adalah flow proses pembuatan spring spiral di PT.
Indospring Tbk. Gresik
Gambar 2.33 Flow Proses Hot Coil Spring
F. PENGUJIAN LOGAM
1. Syarat-syarat kualitas logam sebagai bahan teknik.
Logam merupakan salah satu bahan yang sangat penting dan paling banyak
digunakan dalam memenuhi berbagai kebutuhan bahan teknik. Hal ini
dikarenakan berbagai keunggulan dari sifat logam yang hampir semua sifat bahan
produk dapat dipenuhi oleh sifat logam, disamping logam yang dapat diperbaiki
sifat-sifatnya sesuai dengan kebutuhan sifat produk yang
diinginkan. Keberagaman sifat dan karakteristik produk itulah maka
logam dibentuk sedemikian rupa sebagai bahan baku (raw materials) dengan
berbagai spesifikasi dan komposisi serta cara perbaikan sifatnya yang dapat
dipilih sesuai dengan kebutuhan. Sebagaimana telah diuraikan pada bab
sebelumnya bahwa kualitas suatu produk ditentukan oleh terpenuhinya berbagai
sifat yang disyarat oleh produk itu sendiri, dan diantara syarat kualitas tersebut
antara lain, syarat fungsional dan syarat mekanis. Syarat fungsional
akan didukung oleh syarat dimensional geometris, serta syarat estetis, sedangkan
syarat mekanis akan didukung oleh kualitas physic.
a. Kualitas fungsional
Kualitas fungsional merupakan syarat kegunaan apakah suatu produk itu dapat
memenuhi syarat dalam fungsi dan kegunaannya, apakah sebagai komponen, atau
sebagai konstruksi rakitan. Kesesuaian ini akan ditentukan oleh kesesuaian bentuk
serta ukuran sesuai dengan syarat ukuran atau syarat dimensional geometris yang
direncanakan, jika produk itu berupa komponen, maka komponen ini akan
dirakit sesuai dengan komponen lain sebagai pasangannya. Dan sudah barang
tentu dalam perencanaan sebuah produk factor estetika juga menjadi
pertimbangan, sehingga ada perpaduan yang serasi antara seni dan Teknologi.
b. Kualitas Mekanik
Kualitas mekanis merupakan syarat kualitas produk yang berhubungan dengan
kekuatan atau ketahanan produk tersebut, apakah sebagai komponen atau sebuah
konstruksi rakitan dari berbagai komponen, untuk menerima pembebanan pada
beban dengan besar dan arah tertentu, kadang-kadang Kualitas Mekanis menjadi
syarat utama karena sifat mekanis bahan ini akan mendukung pula kepada
sifat fungsional dari produk yang telah disebutkan. Keragaman fungsi
dan dimensional produk ini menjadikan beragam pula syarat mekanik yang harus
dipenuhi karena akan beragam pula gaya dan arah gaya yang harus ditopang oleh
produk tersebut, seperti : tarik, geser, puntir, lengkung dan lain-lain dengan
kondisi physic yang baik, artinya tidak terdapat cacat, baik cacat luar seperti
keretakan ataupun cacat dalam seperti keropos dan lain-lain. Berbagai persyarat
kualifikasi produk tersebut merupakan faktor-faktor penting yang harus
diperhatikan dalam pelayanannya dan harus dilakukan sebelum, selama dan
setelah proses produksi itu dilakukan untuk memberikan jaminan bahwa produk
yang dihasilkan memenuhi kualitas persyaratan yang telah ditentukan. Pada
Industri manufaktur biasanya terdapat sebuah departemen tertentu yang
menangani hal ini yakni Dept. Quality Assurance (QA) didalamnya terdapat
pengendalian mutu yang disebut Quality Control (QC), dengan lingkup kerja
antara lain pengendalian mutu bahan baku yang dilakukan sejak bahan tersbut
diterima (incoming materials) ; apakah material yang diterima sesuai dan
memenuhi syarat yang ditentukan dan lain-lain, pengendalian proses produksi
yakni pemeriksaan selama proses produksi, untuk memeriksa apakah
proses produksi sudah sesuai dengan standard operasional prosedure (SOP) yang
telah ditentukan, termasuk diantaranya penanganan alat ukur dan kalibrasi alat-
alat ukur yang digunakan untuk pengendalian kualitas dimensional geometris
memastikan bahwa alat ukur yang digunakan tersebut memenuhi standar
pengukuran yang berlaku, sehingga hasil ukur dari produk yang dihasilkan berada
pada ukuran yang dikehendaki. Proses ini merupakan rangkaian proses produksi
yang tidak dapat dipisahkan satu sama lainnya dan merupakan upaya pelayanan
dan pengendalian mutu produk sesuai dengan kebutuhan konsumen.
c. Sifat mekanik (Mechanical properties)
Sifat mekanik bahan ialah sifat yang berhubungan dengan kekuatan suatu bahan
dalam menerima berbagai aspek pembebanan, sifat-sifat ini antara lain meliputi ;
kekerasan;
tegangan terhadap penarikan (tegangan tarik), tegangan puntir, tegangan geser,
tegangan lengkung, kerapuhan (keuletan), rambat (creep), lelah (fatigue). Sifat-
sifat inilah yang dimiliki oleh bahan dalam pemakainnya, namun demikian
seberapa besar dan seberapa lama bahan tersebut dapat mempertahankan sifat-
sifat yang dimiliki oleh bahan yang akan digunakan sebagai bahan teknik ini,
harus diketahui terlebih dahulu agar bahan yang dipilih dapat kualitas serta mutu
yang disyaratkan.
Berbagai sifat mekanik seperti yang disebutkan, untuk sebuah produk sebenarnya
tidak ada yang berdiri sendiri bahkan dengan sifat yang lain seperti sifat physic,
sifat kimia. Tidak diperlukan alasan suatu produk tidak mampu menerima
pembebanan yang disyaratkan, tetapi bagaimana upaya maximal agar produk
mampu menerima pembebanan yang disyaratkan, oleh karena itu berbagai aspek
Quality Assurance harus diterapkan dalam proses produksi.
2. Pengujian Sifat mekanik
a. Kekerasan (Hardness)
Secara umum semua sifat mekanik dapat terwakili oleh sifat kekerasan bahan,
orang berasumsi bahwa yang keras itu pasti kuat, sehingga “jika dibutuhkan bahan
yang kuat, maka pilih bahan yang keras” ini merupakan pernyataan yang
keliru, bahwa ada suatu bahan yang memiliki kesebandingan antara kekerasan
dengan kekuatan itu benar tetapi ada juga sifat yang justru perbandingannya
terbalik bahwa bahan yang keras akan rapuh. Oleh karena itu diperlukan definisi
yang spesifik antara kekerasan dengan kekuatan kendati masing-masing
memilki korelasi.
Pada dasarnya semua jenis bahan memiliki prilaku dan reaksi yang sama dalam
menerima pembebanan atau sebuah gaya, apapun bentuk gayanya, dimana gaya
merupakan sebuah aksi terhadap suatu benda yang mengakibatkan sebuah
reaksi bagi benda itu sendiri. Kekerasan merupakan sebuah reaksi dari suatu
material atau bahan sampai batas mana bahan itu dapat mempertahankannya, akan
tetapi gaya macam apa yang bekerja sehingga kekerasan tersebut dapat
didefinisikan. Jika kita melihat kembali reaksi suatu bahan dalam
menerima pembebanan atau gaya tertentu prilaku idealnya terdiri dari “melawan,
bertahan, dan kalah”. Sebenarnya dalam pemilihan bahan yang memenuhi syarat
sebagai bahan produk ialah bahan yang pada posisi “melawan” walaupun harus
diketahui batas kalahnya. Pada bahan produk perilaku ini ditandai dengan adanya
fase-fase perubahan bentuk atau deformasi, misalnya batang lurus menjadi
bengkok saat pembebanan yang kembali lurus jika beban dilepaskan, bahan yang
pendek menjadi panjang pada saat dibebani, dan kembali pendek setelah beban
dilepaskan, bahan yang rata menjadi cekung pada saat dibebabani dan kembali
rata setelah beban dilepaskan dan sebagainya, phase ini yang disebut deformasi
elastis, namun ada pula bahan yang lurus menjadi bengkok pada saat dibebani dan
tetap bengkok walaupun beban dilepaskan, bahan yang pendek menjadi panjang
pada saat dibebani dan masih tetap panjang walaupun beban itu
dihilangkan, demikian pula pada bahan yang rata menjadi cekung saat
dibebani dan tetap cekung walaupun beban telah dilepaskan ini yang
disebut deformasi Plastis. Tetapi terjadi pula sebauah bahan dibebani menjadi
putus atau menjadi pecah. Fase-Fase ini sebenarnya terjadi pada bahan yang
mengalami pembebanan akan tetapi tingkat pembebanan ini akan mengakibatkan
reaksi Fase yang berbeda. Oleh karena itu dalam penentuan kekerasan logam
ada juga yang mendefinisikan kekerasan ini berdasarkan tahapan (Fase)
perubahan bentuk atau deformasi yang terjadi pada bahan akibat pembebanan ini,
bahwa :
“Kekerasan ialah kekuatan bahan dalam menerima pembebanan hingga terjadi
perubahan tetap”.
b. Prosedur proses pengujian kekerasan
Dengan definisi tersebut maka kekerasan ini identik dengan kekuatan terhadap
pembebabanan, sehingga pada baja karbon diketahui bahwa ada kesebandingan
antara kekerasan dengan kekuatan tariknya (�t = 0,37 HB), karena dalam
pengujian tarik yang akan dibahas lebih lanjut, semua phase reaksi pembebanan
akan dilaluinya.
Beberapa ahli melakukan analisis terhadap kekerasan ini dimana kekerasan diukur
dengan membandingkan ketahanan terhadap gesekan antara bahan yang satu
dengan bahan lainnya dengan melihat goresan sebagai akibat dari gesekan
tersebut. Disamping itu ada pula yang melihat reaksi pantulan sebuah bola yang
dijatuhkan pada permukaan benda uji, yang ternyata dari ketiga cara tersebut
dianggap memenuhi syarat pengujian yang digunakan sebagai alat ukur itu harus :
1) Dapat didefinisikan secara fisik
2) Jelas tidak berubah karena waktu
3) Dapat digunakan sebagai pembanding dimana pun didunia ini.
Berdasarkan pada persyaratan tersebut maka ketiga metode tersebut pengujian
kekerasan yang dibakukan pemakaiannya adalah :
1) Pengujian kekerasan dengan cara penekanan (Indentation Test)
2) Pengujian kekerasan dengan cara goresan (Scratch Test)
3) Pengujian kekerasan dengan cara Dinamik (Dynamic Test)
Proses pengujian terhadap kekerasan logam harus dilakukan sesuai dengan
metode serta prosedur pengujian yang telah ditentukan sehingga hasil pengujian
dapat diterima digunakan sebagai acuan dalam pemilihan bahan teknik sebagai
bahan baku produk, atau menjadi petunjuk perubahan sifat bahan (kekerasan)
sebalum atau setelah proses perlakuan panas dilakukan.
1) Pengujian kekerasan dengan cara penekanan (Indentation Test)
Pengujian kekerasan dengan cara penekanan (Indentation Test) ialah pengujian
kekerasan terhadap bahan (logam), dimana dalam menentukan
kekerasannya dilakukan dengan menganalisis indentasi atau bekas
penekanan pada benda uji (Test piece) sebagai reaksi dari pembebanan
tekan. Proses ini dilakukan antara lain dengan sistem Brinell, Rockwell dan
sistem Vickers.Pengujian dengan sistem ini paling banyak digunakan terutama di
laboratorium pengujian logam atau industri manufaktur yang memproduksi
benda-benda berukuran kecil (Komponen), hal ini dikarenakan proses serta
prosedur pengujiannya yang sederhana dan cepat memperoleh data kekerasan
yang dihasilkan dari pengujian.
2) Pengujian dengan cara Goresan (Scratch Test)
Pengujian dengan cara goresan (scratch test) ialah pengujian kekerasan terhadap
bahan (logam), dimana dalam penentuan kekerasannya dilakukan dengan mencari
kesebandingan dari bahan yang dijadikan standar pengujian, yakni bahan-bahan
yang teruji dan memenuhi syarat pengujian sebagaimana disebutkan di atas,
yang disusun pada skala kekerasan yang disebut Skala Mohs yakni susunan dari
10 macam bahan mineral disusun dari skala 1 sampai skala 10 dari yang terlunak
sampai yang terkeras. Pada skala mana dari 10 jenis bahan ini yang dianggap
sebanding bekas goresannya, maka inilah angka kekerasan logam tersebut,
misalnya angka kekerasannya 7 pada skala Mohs, artinya kekerasannya
sebanding dengan bahan ke 7 yang digoreskan pada permukaan bahan tersebut.
Hasil pengujian ini memang kurang akurat karena hasil pengujian hanya
merupakan hasil pengamatan secara visual, namun pengujian ini sangat
bermanfaat digunakan pada benda atau konstruksi besar yang tidak mungkin di
bawa untuk diuji pada Laboratorium.10 macam bahan tersebut ialah :
a) Talk (talc) 6 Ortoklas (Felspar)
b) Gips (Gipsum) 7 Kwarsa (Quartz)
c) Kalsite (Calcspar) 8 Topas (Topas)
d) Plorite (Flourspar) 9 Korundum (Corundum)
e) Apatite (Apatite) 10 Intan (Diamond)
3) Pengujian dengan cara dinamik (Dynamic Test)
Pengujian dengan cara dinamik (Dynamic Test) ialah pengujian kekerasan dengan
mengukur tinggi pantulan dari bola baja atau intan (hammer) yang dijatuhkan dari
ketinggian tertentu. Tinggi pantulan memberikan indikasi kekerasan bahan
tersebut, dimana semakin tinggi pantulan artinya bahan ini memiliki kekerasan
yang tinggi pengukuran kekerasan dengan cara ini disebut sistem
Shore Scleroscope.
Dalam proses ini “small diamond-tipped hammer” dijatuhkan secara bebas dari
ektinggian 250 mm didalam gelas pengukur (Graduated Glass Tube) diatas
permukaan test piece. Lihat gambar 10.1 konstruksi pesawat uji berikut.
Gambar 2.34
Alat uji kekerasan dari sistem shore scleroscope ini juga dibuat dengan sistem
yang sederhana dengan pengoperasian sebagaimana terlihat pada gambar 2.34 &
2.35 akan tetapi dalam pelaksanaannya tetap mematuhi ketentuan yang berlaku
pada proses pengujian ini, dengan prinsip penentuan beban berdasarkan gaya
grafitasi.
Gambar 2.35
3. Pengujian kekerasan dengan sistem Brinell
Pengujian kekerasan dengan sistem Brinell merupakan salah satu metoda
pengujian kekerasan dengan cara penekanan. Proses penekanan ini dimaksudkan
untuk membentuk penetrasi pada permukaan bahan uji (test piece) yang akan
dianalisis untuk menentukan tingkat kekerasan dari bahan tersebut. Penetrasi ini
ini merupakan bentuk perubahan tetap dari bahan uji yang disebabkan oleh
pembebanan, dimana beban yang diberikan dalam pengujian ini tidak
mengakibatkan rusak atau pecahnya benda uji (test pice) itu sendiri yaitu
ditentukan berdasarkan perbandingan antara angka konstanta dari jenis bahan
Gambar 2.36
ketebalan bahan dimana beban itu diberikan terhadap diameter alat penekan
(Indentor).
Pada pengujian kekerasan dengan sistem Brinell ini alat penekannya
menggunakan bola baja yang dipilih sesuai dengan ketentuan pengujian. Pada
beberapa jenis pesawat uji kekerasan ini terdapat pula mesin uji universal yang
dapat diguanakan dalam ketiga sistem pengujian kekerasan yakni Brinnell,
Vickers dan Rockwell. Akan tetapi ada juga mesin yang didisain khusus
untuk pengujian kekerasan brinell untuk jenis mesin pengujian kekerasan brinell
ini dapat dilihat pada gambar 2.37 berikut.
Gambar 2.37
Mesin uji kekerasan Brinnel seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.37
merupakan mesin yang didisain khusus untuk pengujian kekerasan Brinell
besarnya kapasitas pembebanan talah dirancang sesuai dengan spesifikasi
Pengujian Kekerasan Brinell.
Pembebanan tekan yang diberikan melalui Indentor mambentuk indentasi pada
permukaan benda uji (test piece) dan untuk mengetahui luas bidangnya diameter
indentasi tersebut diukur dengan Measuring Microscope karena indentasinya yang
sangat kecil dan tidak mungkin diukur dengan alat ukur biasa sehingga objek ukur
harus diperbesar. Oleh karena itu mesin uji kekerasan Brinell ini selain indentor,
Calibration Test Block atau Standardt Test Block juga Measuring Microscope.
Perbandingan antara ukuran indentor yang akan digunakan, besarnya beban yang
akan diberikan serta kesesuaiannya dengan jenis dan ukuran bahan dapat dilihat
pada tabel:
Tabel 2.5 Perbandingan diameter indentor terhadap konstanta bahan
Angka kekerasan dari hasil pengujian kekerasan Brinell merupakan perbandingan
antara besarnya beban terhadap luas penampang bidang Indentasi.
Dengan indentor yang berbentuk bola maka indentasi yang terbentuk pada
permukaan benda uji (Test Piece) akan berbentuk tembereng, jadi bidang yang
menahan beban tersebut ialah sebuah tembereng lingkaran dengan ukuran
diameter bola baja (D).
Tabel 2.4 Perbandingan ukuran indentor dan tebal bahan
Perbandingan diameter indentor terhadap konstanta bahan
Gambar 2.38
4. Pengujian kekerasan dengan sistem Vickers
Pada prinsipnya pengujian dengan sistem Vickers ini tidak jauh berbeda dengan
Pengujian kekerasan dengan sistem Brinell, salah satu yang bebeda didalam
pengujian kekerasan sistem Vickers ini ialah pemakaian Indentornya, dimana
Vickers menggunakan piramida intan dengan sudut puncak piramida adalah 1360,
Bentuk indentor yang relative tajam dibanding dengan Brinell yang menggunakan
bola baja, Vickers mamberikan pembebanan yang sangat kecil yakni dengan
tingkatan beban 5; 10; 20; 30; 50 dan 120 kg, bahkan untuk pengujian mikro
struktur hanya ditentukan 10 grm, sehingga pengujian kekerasan Vickers cocok
digunakan pada bahan yang keras dan tipis, sedangkan untuk bahan yang lunak
dan tidak homogen seperti besi tuang (cast Iron) Vickers tidak sesuai
untuk digunakan.
5. Pengujian kekerasan dengan sistem Rockwell
Pengujian kekerasan dengan sistem Rockwell ini paling banyak digunakan di
bengkel-bengkel permesinan, karena prosesnya mudah dan cepat memperoleh
angka kekerasan bahan uji, dimana angka kekerasan Rockwell dapat dibaca
langsung dari pesawat uji yang kita gunakan, disamping itu pengujian kekerasana
dengan sisitem Rockwell ini memiliki fungsi pemakaian yang cukup luas sehingga
memungkinkan digunakan pada berbagai jenis dan karakteristik bahan dengan
tersedianya skala kekerasan untuk berbagai aplikasi. Dilihat dari konstruksinya
Mesin uji ini tidak jauh berbeda dengan mesin-mesin yang digunakan oleh Brinell
dan Vickers, bahkan untuk beberapa jenis mesin dibuat dengan fungsi universal
dapat digunakan pada semua pengujian kekerasan dengan cara penekanan
(indentation test), serta dibuat dengan ukuran kecil yang dapat digunakan pada
pengujian kekerasan ditempat dimana produk itu ditempatkan.
Gambar 2.12
Gambar 2.39
Mesin uji kekerasan Rockwell ini paling banyak dihunakan dan dikembangkan
dilaboratorium pengujian logam, memiliki tingkat akurasi yang tinggi dan
distandarkan menurut JIS dan ASTM. Spesifikasi khusus dari mesin ini penetrasi
diberikan dengan pembebanan kecil/ringan.
Mesin uji kekerasan ini selanjutnya dikembangkan dengan pengukuran secara
digital, sistem kerjanya masih menggunakan prinsip yang sama namun angka
kekerasan dari hasil pengujian ditunjukkan dengan angka yang lebih jelas.
Prinsip dasar penentuan kekerasan yang dilakukan dalam pengujian Kekerasan
Rockwell ini berbeda dengan yang dilakukan oleh Brinell dan Vickers, jika dalam
pengujian kekerasan Brinell dan Vickers menentukan kekerasannya dengan
melihat seberapa jauh bahan tersebut dapat menahan beban yang diberikan pada
Gambar 2.40
Gambar 2.41
setiap satuan luas penampang (mm2) bidang benda uji (test piece) yang kita
lakukan. Sedangkan pada pengujian kekerasan sistem Rockwell ini
angka kekerasan bahan ini ditentukan oleh kedalaman masuknya
indentor kedalam bahan akibat penekanan dengan besaran beban tertentu
yang kita berikan.
Pengujian kekerasan dengan sistem Rockwell ini menggunakan dua jenis indentor
(alat penekan), yaitu Indentor yang dibuat dari bahan intan dibentuk kerucut
dengan sudut penekan 1200 dan Indentor dari bentuk bola dengan berbagai
ukuran untuk berbagai skala kekerasan dan aplikasi.
Oleh keran itu pengujian kekerasan Rockwell ini dibedakan menjadi 2 jenis
berdasarkan pemakaian indentornya, yaitu :
1. Rockwell cone ialah pengujian kekerasan dengan sistem Rockwell yang
menggunakan indentor Kerucut bersudut intan 1200.
2. Rockwell ball ialah pengujian kekerasan dengan sistem Rockwell yang
menggunakan indentor Bola baja dengan berbagai ukuran untuk berbagai aplikasi.
Gambar berikut memperlihatkan prilaku penekanan dalam pengujian kekerasan
dengan sistem Rockwell tersebut.
Pada gambar terlihat bahwa skala ukur kekerasan dibedakan dari warnanya
dimana untuk Rockwell Cone atau Rockwell yang menggunakan kerucut intan
1200 menggunakan warna hitam dan untuk Rockwell yang menggunakan bola
baja sebagai indentornya menggunakan warna merah.
Berikut adalah salah satu alat yang digunakan untuk pengujian kekerasan material
yang digunakan di PT. Indospring Tbk :
Gambar 2.46
Gambar 2.47 Mikro Vickers, Type HM, Mitutoyo
6. Mikrostruktur
Sebuah bahan / materi yang berukuran micro yang menggunakan nano
material yang merupakan hasil produk dari komponen – komponen kimia dan
mengalami rekayasa proses industri ( fabrikasi )bahan tersebut. Mikro struktur
bahan akan dapat menentukan sifat kimia, fisika, dan mekanis dari suatu material,
dan karenanya material ini akan menentukan kemampuan rekayasa bahan itu
dalam dunia industri ( rekayasa fabrikasi ) material.
Contohnya :
a. Sebuah campuran besi yang mengandung kecil Ca ( kalsium – 20 ) 0.4 C
b. Sebuah kaca yang mengandung alumina
c. Sebuah lapisan tipis film pada peralatan mikroelektronik yang berbasis pada
pada system Al / Ti N / Ti ( alumunium / titanium, Nitrogen / titanium )
d. Pengamatan mikro struktur dengan SEM & Identifikasi fasa dengan XRD
menunjukkan pengaruh aditif CaO dan suhu sintering terhadap mikro struktur
keramik PSZ ( partially Stabilized Zirconia )
e. Kekerasan mikrostruktur dan termalnya pengaruh komposisi Zr ( zirconium )
pada pembuatan bahan baker U2Zr3 ( uranium ( III ) zirconium ( II ) )
Berikut adalah gambar alat yang digunakan dalam pengujian mikrostruktur Di
PT. Indospring Tbk. Gresik :
Gambar 2.48 Mikrostruktur scope, Type GX 51, Olympus
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Metode penelitian merupakan gambaran mengenai langkah – langkah
penelitian yang sistimatik, sehingga akan memudahkan dalam melaksanakan
penelitian. Kerangka penelitian ini merupakan suatu proses yang terdiri dari tahap
– tahap yang saling terkait antara satu tahap dengan yang lainnya. Penyajian
urutan dalam melakukan penelitian dimulai dari awal yaitu mengangkat
permasalahan hingga penarikan kesimpulan.
A. Tempat dan waktu penelitian.
Penelitian dilakukan di Departemen Inspeksi Teknik PT. Indospring Tbk Gresik
dan waktu pengambilan data dimulai dari 1 Maret 2012
B. Pengumpulan data.
Data yang diperoleh untuk penelitian ini adalah data sekunder berupa laporan
resmi Departement Inspeksi Teknik dan data pengamatan secara visual diplant.
Data yang dikumpulkan meliputi :
1. Data proses ( Temperatur dapur, Cycle time, Holding time, Temperatur oil
quenching, Lama pendinginan, temperatur Temper, Lama waktu tamper )
2. Data Hasil pengujian hardness pada material
3. Data hasil pengujian Mikrostruktur pada material
C. Diagram Alir Peneliti
Gambar 3.1 Diagram alir proses penelitian
Material Baja SAE 9254
Pengujian Awal
Kekerasan ( vickers )
Metallografi / Microstructure
Proses Perlakuan panas
Pemanasan 900°C
Cycle time 16, 21, 26 detik
Temperatur Quenching max 80°C
Temperatur Tempering 450°C
Lama tempering 45 menit
Diameter material 10.9, 12.4, 17 mm
Pengujian Spesimen
Hardness ( Vickers )
Metallografi / Mikrostruktur
Analisa Data Hasil Pengujian
Kesimpulan
Mulai
Selesai
Tahap
pengumpulan
dan
pengolahan
data
Tahap
identifikasi
Tahap pembuatan
saran dan
kesimpulan
Pengujian dilakukan dengan membandingkan kekerasan dan struktur
mikro material pegas (SAE9254) dari supplier yang sama dan dengan cycle time,
diameter yang berbeda.
Setiap nilai kekerasan yang dicari dan uji metallography dilakukan mula-
mula pada kondisi raw material, after quenching dan after temper. Total terdapat
18 specimen dari raw material yang terdiri atas 6 spesimen dengan diameter 10.9
mm, 6 spesimen dengan diameter 12.4 mm dan 6 spesimen dengan diameter
17mm, dengan supplier yang sama.
Tahap-tahap pengujian :
1. Setiap sampel raw material diuji kekerasan, vickres,dan struktur
mikronya.
2. Riset 1. Material diameter 10.9, 12.4 dan 17 mm masing - masing 2 pcs
dimasukkan kedalam heating furnace dengan temperatur 900C, dangan
cycle time 16 detik, dilanjutkan dengan proses quenching
3. Riset 2. Material 10.9, 12.4 dan 17 mm masing - masing 2 pcs
dimasukkan kedalam heating furnace dengan temperatur 900C, dangan
cycle time 17 detik, dilanjutkan dengan proses quenching
4. Riset 3. Material 10.9, 12.4 dan 17 mm masing - masing 2 pcs
dimasukkan kedalam heating furnace dengan temperatur 900C, dangan
cycle time 20 detik, dilanjutkan dengan proses quenching
5. Sampel after quenching diameter 10.9, 12.4 dan 17 mm dari Riset 1, 2, 3
diambil masing – masing 1 pcs, kemudian diuji kekerasan vckers dan
mikro struktur sebagai spesimen after Quenching
6. Sampel after quenching kemudian dilanjutkan keproses temper dengan
suhu 450C selama 45 menit
7. Sampel after temper diameter 10.9, 12.4 dan 17 mm dari Reset 1, 2, 3,
kemudian diuji kekerasan vckers dan mikrostruktur sebagai spesimen
after temper
8. Setelah didapat data strukturmikro dan sifat mekanis material dari riset
yang dilakukan, maka dapat dibuat dasar untuk menentukan acuan cycle
time pada proses furnace, dan selanjutnya dapat dipakai dalam membuat
kesimpulan
BAB IV
PERCOBAAN DAN ANALISA HASIL
A. Pengerjaan percobaan pada material
Pengerjaan yang dilakukan adalah memanakan material ( 10.9, 12.3, 17mm )
sampai temperatur 900°C, dengan cycle time yang sudah ditentukan ( 16, 18, 26
detik ), kemudian didinginkan secara cepat dengan oil quenching dan kemudian
ditempering dengan dengan suhu 450°C dengan waktu 45 menit, material yang
dipakai percobaan adalah SAE 9254 supplier SAMWON STEEL. Percobaan dan
pengujian dikerjakan di PT. Indospring Tbk. Mulai tanggal 1 April 2012.
Sebelum melakukan proses heat treatment pada material, tentunya kita harus
mengetahui chemical composition material yang akan digunakan ( SAE 9254 ).
Chemical composition material SAE9254
C Si Mn P S Cr
% % % % % %
Standart Min 0.51 1.20 0.60 - - -
Standart Max 0.59 1.60 0.80 0.035 0.40 0.80
Material
10.9 mm 0.55 1.36 0.66 0.020 0.007 0.70
12.3 mm 0.54 1.53 0.71 0.012 0.005 0.69
17 mm 0.54 1.50 0.71 0.011 0.002 0.69
Chemical composition
Tabe 4.1 Chemical composition materil SAE 9254
Percobaan 1 ( Cycle time 26 detik )
Masukan material ( 10.9, 12.3, 17mm ) kedalam heating furnace dengan
setting cycle time 26 detik, masing-masing 2 pcs, kemudian material
dicoilling/dibentuk, lalu didinginkan cepat dengan oil quenching dan kemudian
ditempering. Ambil spring after quenching masing-masing satu tiap diameter dan
spring after tempering masing-masing satu tiap diameter. Potong spring hasil
treatment untuk dilakukan pengujian.
Percobaan 2 ( Cycle time 18 detik )
Masukan material ( 10.9, 12.3, 17mm ) kedalam heating furnace dengan
setting cycle time 26 detik, masing-masing 2 pcs, kemudian material
dicoilling/dibentuk, lalu didinginkan cepat dengan oil quenching dan kemudian
ditempering. Ambil spring after quenching masing-masing satu tiap diameter dan
spring after tempering masing-masing satu tiap diameter. Potong spring hasil
treatment untuk dilakukan pengujian.
Percobaan 3 ( Cycle time 16 detik )
Masukan material ( 10.9, 12.3, 17mm ) kedalam heating furnace dengan
setting cycle time 26 detik, masing-masing 2 pcs, kemudian material
dicoilling/dibentuk, lalu didinginkan cepat dengan oil quenching dan kemudian
ditempering. Ambil spring after quenching masing-masing satu tiap diameter dan
spring after tempering masing-masing satu tiap diameter. Potong spring hasil
treatment untuk dilakukan pengujian.
Setelah dilakukan pecobaan didapat hasil sebagai berikut :
No. Depth
Sample
After
Quenching
Sample
After
Tempering
1 0,100 836,9 538,8
2 0,200 821,4 541,5
3 0,300 830,8 559,1
4 0,400 836,7 543,2
5 0,500 819,2 548,2
6 0,600 810,3 543,6
7 2,100 823,6 546,5
8 3,600 841,5 541,3
9 4,100 828,3 517,8
10 5,600 832,5 540,3
11 6,100 844,3 527,3
12 7,600 811,1 534,6
13 8,100 857,0 519,1
14 8,800 856,4 525,3
15 8,900 854,1 558,9
16 9,000 860,2 539,1
17 9,100 834,4 547,8
18 9,200 852,3 558,5
19 9,300 840,9 558,3
20 9,400 841,2 526,9
Min. 613 HV 440 - 527 HV
OK NG
Standard
Judgment
No. Depth
Sample
After
Quenching
Sample
After
Tempering
1 0,100 845,4 574,1
2 0,200 849,2 542,7
3 0,300 834,7 547,3
4 0,400 843,2 557,4
5 0,500 839,2 546,8
6 0,600 859,9 554,6
7 2,100 844,6 557,7
8 3,600 859,9 533,1
9 4,100 850,3 563,5
10 5,600 848,0 557,8
11 6,100 830,0 542,4
12 7,600 838,6 539,2
13 8,100 862,2 547,4
14 8,800 880,5 543,0
15 8,900 865,2 561,1
16 9,000 864,9 558,1
17 9,100 868,2 564,8
18 9,200 885,3 565,2
19 9,300 868,8 535,1
20 9,400 870,5 556,8
Min. 613 HV 473-546,5 HV
OK NG
Standard
Judgment
Tabel 4.2 Hasil hardness diameter 17mm, Tabel 4.3 Hasil hardness diameter 12.3mm,
Cycle time 26 detik Cycle time 26 detik
No. Depth
Sample
After
Quenching
Sample
After
Tempering
1 0,500 880,2 593,6
2 1,000 901,8 568,5
3 1,500 864,0 588,6
4 2,000 867,0 597,0
5 2,500 882,0 599,7
6 3,000 894,6 576,3
7 3,500 882,4 596,8
8 4,000 900,1 582,2
9 4,500 891,7 588,6
10 5,000 885,4 566,0
11 5,500 897,1 578,4
12 6,000 886,7 573,4
13 6,500 869,2 595,8
14 7,000 898,7 564,8
15 7,500 874,9 583,6
16 8,000 880,0 584,6
17 8,500 900,2 574,1
18 9,000 873,5 566,3
19 9,500 866,4 580,9
20 10,000 903,0 562,6
Min. 613 HV 473-546,5 HV
OK NG
Standard
Judgment
No. Depth
Sample
After
Quenching
Sample
After
Tempering
1 0,100 778,8 511,3
2 0,200 779,3 516,7
3 0,300 783,1 508,3
4 0,400 772,3 507,2
5 0,500 769,2 513,8
6 0,600 775,5 504,8
7 2,100 780,2 516,1
8 3,600 774,1 502,3
9 4,100 771,3 517,4
10 5,600 768,4 515,5
11 6,100 784,3 509,7
12 7,600 770,2 514,7
13 8,100 768,1 511,3
14 8,800 773,3 508,3
15 8,900 780,1 517,6
16 9,000 772,3 518,3
17 9,100 769,3 511,4
18 9,200 768,1 508,3
19 9,300 772,4 505,7
20 9,400 776,4 513,2
Min. 613 HV 440 - 527 HV
OK OK
Standard
Judgment
Tabel 4.4 Hasil hardness diameter 10.9mm, Tabel 4.5 Hasil hardness diameter 17mm,
Cycle time 26 detik Cycle time 18 detik
No. Depth
Sample
After
Quenching
Sample
After
Tempering
1 0,100 744,5 526,9
2 0,200 756,2 532,1
3 0,300 752,4 518,4
4 0,400 749,5 542,1
5 0,500 759,3 538,1
6 0,600 751,6 537,8
7 2,100 750,9 529,9
8 3,600 741,3 524,3
9 4,100 765,2 534,2
10 5,600 762,3 531,7
11 6,100 758,8 523,7
12 7,600 768,1 529,8
13 8,100 745,7 541,2
14 8,800 750,6 526,6
15 8,900 753,4 530,4
16 9,000 755,4 523,7
17 9,100 762,4 534,5
18 9,200 764,7 536,9
19 9,300 755,8 519,8
20 9,400 768,2 521,2
Min. 613 HV 473-546,5 HV
OK OK
Standard
Judgment
No. Depth
Sample
After
Quenching
Sample
After
Tempering
1 0,500 725,2 530,8
2 1,000 731,8 522,7
3 1,500 718,8 519,3
4 2,000 735,2 533,0
5 2,500 722,4 541,8
6 3,000 712,1 544.2
7 3,500 726,7 537,2
8 4,000 711,9 529,4
9 4,500 728,5 545.4
10 5,000 738,7 540.7
11 5,500 727,1 524,9
12 6,000 733,0 521,8
13 6,500 720,7 524,4
14 7,000 719,3 537,1
15 7,500 729,2 538,6
16 8,000 725,6 527,9
17 8,500 730,7 544.7
18 9,000 737,4 546,0
19 9,500 728,4 532,0
20 10,000 740,2 534,5
Min. 613 HV 473-546,5 HV
OK OK
Standard
Judgment
Tabel 4.6 Hasil hardness diameter 12.3mm, Tabel 4.7 Hasil hardness diameter 10.9mm,
Cycle time 18 detik Cycle time I8 detik
No. Depth
Sample
After
Quenching
Sample
After
Tempering
1 0,100 757,2 502,7
2 0,200 746,5 513,5
3 0,300 772,3 479,9
4 0,400 777,3 494,5
5 0,500 751,3 511,3
6 0,600 772,4 500,6
7 2,100 759,6 510,7
8 3,600 781,9 499,5
9 4,100 770,6 494,6
10 5,600 780,2 504,3
11 6,100 775,4 507,1
12 7,600 769,9 499,5
13 8,100 770,5 498,0
14 8,800 772,4 502,3
15 8,900 766,7 506,1
16 9,000 769,8 499,9
17 9,100 775,3 500,4
18 9,200 771,8 513,4
19 9,300 769,3 511,5
20 9,400 767,7 506,1
Min. 613 HV 440 - 527 HV
OK OK
Standard
Judgment
No. Depth
Sample
After
Quenching
Sample
After
Tempering
1 0,100 741,4 518,5
2 0,200 717,3 523,4
3 0,300 728,2 518,5
4 0,400 730,3 540,6
5 0,500 715,6 541,5
6 0,600 701,8 538,4
7 2,100 690,0 533,8
8 3,600 728,7 525,2
9 4,100 751,9 519,0
10 5,600 722,2 530,0
11 6,100 722,0 524,9
12 7,600 737,0 511,5
13 8,100 731,2 517,4
14 8,800 707,7 520,3
15 8,900 721,8 538,5
16 9,000 728,6 521,9
17 9,100 722,3 516,8
18 9,200 723,2 544,5
19 9,300 725,7 519,3
20 9,400 722,3 529,1
Min. 613 HV 473-546,5 HV
OK OK
Standard
Judgment
Tabel 4.8 Hasil hardness diameter 17mm, Tabel 4.9 Hasil hardness diameter 12.3mm,
Cycle time 16 detik Cycle time 16 detik
No. Depth
Sample
After
Quenching
Sample
After
Tempering
1 0,100 718,2 516,2
2 0,200 716,5 521,4
3 0,300 725,5 517,6
4 0,400 724,6 536,6
5 0,500 711,9 540,5
6 0,600 701,8 536,4
7 2,100 691,2 532,8
8 3,600 711,7 525,0
9 4,100 746,7 494,5
10 5,600 720,2 540,1
11 6,100 718,3 522,7
12 7,600 733,1 511,4
13 8,100 728,7 516,4
14 8,800 709,0 520,0
15 8,900 716,3 535,0
16 9,000 726,4 520,3
17 9,100 722,3 514,7
18 9,200 720,7 539,8
19 9,300 725,7 519,3
20 9,400 723,1 527,3
Min. 613 HV 473-546,5 HV
OK OK
Standard
Judgment
Tabel 4.10 Hasil hardness diameter 10.9mm,
Cycle time 16 detik
Dari hasil pengujian distribusi hardness percobaan diatas didapat data, bahwa
data dengan cycle time 26 detik lebih keras dibandingkan dengan cycle time yang
lain, sehingga perlu dilakukan pengujian – pengujian lain untuk mengetahui
secara rinci perubahan sifat – sifat lainnya, sebagai akibat perubahan cycle time.
1. Pengujian sebelum dan sesudah heat treatment ( Raw material, after
quenching dan after temper )
a. Pengujian Microstructure
Pengujian untuk melihat struktur mikro dari material, ( ferrit, pearlit,
martensit, temper martensit ), baik yang belum diproses maupun yang sudah
diproses.
Berikut hasil pengujian mikrostruktur ( Raw mat, After Quench, After temper ) :
Gambar 4.1 Mikrostruktur Raw Material Diameter 10.9 mm
Gambar 4.2 Mikrostruktur Raw Material Diameter 12.3 mm
Gambar 4.3 Mikrostruktur Raw Material Diameter 17 mm
Gambar 4.4 Mikrostruktur After Quenching Diameter 10.9, cycle time 26 detik
Gambar 4.5 Mikrostruktur After Temper Diameter 10.9, cycle time 26 detik
Gambar 4.6 Mikrostruktur After Quenching Diameter 12.3, cycle time 26 detik
Gambar 4.7 Mikrostruktur After Temper Diameter 12.3, cycle time 26 detik
Gambar 4.8 Mikrostruktur After Quenching Diameter 17, cycle time 26 detik
Gambar 4.9 Mikrostruktur After Temper Diameter 17, cycle time 26 detik
Gambar 4.10 Mikrostruktur After Quenching Diameter 10.9, cycle time 18 detik
Gambar 4.11 Mikrostruktur After Temper Diameter 10.9, cycle time 18 detik
Gambar 4.12 Mikrostruktur After Quenching Diameter 12.3, cycle time 18 detik
Gambar 4.13 Mikrostruktur After Temper Diameter 12.3, cycle time 18 detik
Gambar 4.14 Mikrostruktur After Quenching Diameter 17, cycle time 18 detik
Gambar 4.15 Mikrostruktur After Temper Diameter 17, cycle time 18 detik
Gambar 4.16 Mikrostruktur After Quenching Diameter 10.9, cycle time 16 detik
Gambar 4.17 Mikrostruktur After Temper Diameter 10.9, cycle time 16 detik
Gambar 4.18 Mikrostruktur After Quenching Diameter 12.3, cycle time 16 detik
Gambar 4.19 Mikrostruktur After Temper Diameter 12.3, cycle time 16 detik
Gambar 4.20 Mikrostruktur After Quenching Diameter 17, cycle time 16 detik
Gambar 4.21 Mikrostruktur After Temper Diameter 17, cycle time 16 detik
b. Pengujian Dekarburisasi
Pengujian untuk mengukur kadar carbon yang terperangkap akibat proses
pemanasan/heat treatmet, baik pada waktu pembuatan material ( proses roll, atau
pada waktu pembuatan coil spring ).
Berikut hasil pengujian dekarburisasi ( Raw mat, After Quench, After temper ) :
No. 10,9 mm 12,3 mm 17 mm
1 0,03 0,02 0,03
2 0,00 0,01 0,02
3 0,02 0,00 0,01
4 0,02 0,00 0,02
5 0,01 0,01 0,00
6 0,00 0,02 0,00
7 0,00 0,02 0,01
8 0,01 0,00 0,03
9 0,02 0,01 0,02
10 0,01 0,00 0,02
11 0,00 0,00 0,01
12 0,02 0,10 0,03
Standard
Judgment OK OK OK
Max. 0.10 mm
Photo 3. Microstructur CS. Microstructur CS
02 mm0,03 mm
Tabel 4.11 Hasil Dekarburisasi raw material ( 10.9, 12.3, 17mm )
Gambar 4.22 Hasil Dekarburisasi Raw Material Diameter 10.9mm
Gambar 4.23 Hasil Dekarburisasi Raw Material Diameter 12.3mm
Gambar 4.24 Hasil Dekarburisasi Raw Material Diameter 17mm
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Standard
Judgment
0,07
0,08
0,05
Max. 0.10 mm
OK
0,09
0,07
0,05
0,06
0,09
0,08
Sample 1
0,08
0,06
0,07
Photo 3. Decarburisasi AT
Photo 1. Microstructur AS
0,09 mm
Tabel 4.12 Hasil 12 Titik Gambar 4.25 Foto Dekarburisasi tertinggi pada
Dekarburisasi Diameter 10.9mm, cycle time 26”
Tabel 4.13 Hasil 12 Titik Gambar 4.26 Foto Dekarburisasi tertinggi pada
Dekarburisasi Diameter 12.3mm, cycle time 26”
Tabel 4.14 Hasil 12 Titik Gambar 4.27 Foto Dekarburisasi tertinggi pada
Dekarburisasi Diameter 17mm, cycle time 26”
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Standard
Judgment
0,60
0,06
0,03
Max. 0.10 mm
OK
0,60
0,04
0,04
0,06
0,04
0,05
Sample 1
0,05
0,06
0,04
Photo 3. Decarburisasi AT
Photo 1. Microstructur AS
0,06 mm
Tabel 4.15 Hasil 12 Titik Gambar 4.28 Foto Dekarburisasi tertinggi pada
Dekarburisasi Diameter 10.9mm, cycle time 18”
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Standard
Judgment
0,04
0,04
0,05
Max. 0.10 mm
OK
0,07
0,04
0,05
0,05
0,06
0,07
Sample 1
0,05
0,06
0,03
Photo 3. Decarburisasi AT
Photo 1. Microstructur AS
0,07 mm
Tabel 4.16 Hasil 12 Titik Gambar 4.29 Foto Dekarburisasi tertinggi pada
Dekarburisasi Diameter 12.3mm, cycle time 18”
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Standard
Judgment
0,06
0,04
0,03
Max. 0.10 mm
OK
0,07
0,05
0,04
0,05
0,07
0,05
Sample 1
0,03
0,06
0,04
Photo 3. Decarburisasi AT
Photo 1. Microstructur AS
0,07 mm
Tabel 4.17 Hasil 12 Titik Gambar 4.30 Foto Dekarburisasi tertinggi pada
Dekarburisasi Diameter 17mm, cycle time 18”
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Standard
Judgment
0,02
0,03
0,03
Max. 0.10 mm
OK
0,06
0,02
0,03
0,03
0,05
0,04
Sample 1
0,03
0,06
0,05
Photo 3. Decarburisasi AT
Photo 1. Microstructur AS
0,06 mm
Tabel 4.18 Hasil 12 Titik Gambar 4.31 Foto Dekarburisasi tertinggi pada
Dekarburisasi Diameter 10.9mm, cycle time 16”
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Standard
Judgment
0,03
0,02
0,04
Max. 0.10 mm
OK
0,04
0,02
0,03
0,05
0,04
0,03
Sample 1
0,05
0,04
0,05
Photo 3. Decarburisasi AT
Photo 1. Microstructur AS
0,05 mm
Tabel 4.19 Hasil 12 Titik Gambar 4.32 Foto Dekarburisasi tertinggi pada
Dekarburisasi Diameter 12.3mm, cycle time 16”
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Standard
Judgment
0,05
0,05
0,06
Max. 0.10 mm
OK
0,07
0,03
0,05
0,04
0,04
0,07
Sample 1
0,06
0,06
0,04
Photo 3. Decarburisasi AT
Photo 1. Microstructur AS
0,07 mm
Tabel 4.20 Hasil 12 Titik Gambar 4.33 Foto Dekarburisasi tertinggi pada
Dekarburisasi Diameter 17mm, cycle time 16”
c. Pengujian Hardness vickers
Pengujian untuk mengukur kekerasan material, baik sebelum proses heat
treatment maupun setelah proses heat treatment.
Berikut ini adalah grafik distribusi hardness hasil percobaan ( Raw mat, After
Quench, After temper ) :
Data Hardness Raw material ( 10.9, 12.3, 17mm )
300,0
350,0
400,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rdn
es
s
Dia 10.9 mmDia 12.3 mmDia 17 mmMax STD
Gambar 4.34 Grafik Distribusi Hardness Pada Raw Material
Data Hardness After Quench Dia 10.9mm, 16"
718,2
716,5
725,5
724,6
711,9
701,8
691,2
711,7
746,7
720,2
718,3
733,1
728,7
709,0
716,3
726,4
722,3
720,7
725,7
723,1
0100200300400500600700800
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rdn
es
s
Min STD
Aktual
Gambar 4.35 Grafik Distribusi Hardness After Quenching ( 10.9mm, 16” )
Data Hardness After Quench Dia 12.3mm, 16"
741,4
717,3
728,2
730,3
715,6
701,8
690,0
728,7
751,9
722,2
722,0
737,0
731,2
707,7
721,8
728,6
722,3
723,2
725,7
722,3
0100200300400500600700800
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rdn
es
s
Min STD
Aktual
Gambar 4.36 Grafik Distribusi Hardness After Quenching ( 12.3mm, 16” )
Data Hardness After Quench Dia 17mm, 16"
757,2
746,5
772,3
777,3
751,3
772,4
759,6
781,9
770,6
780,2
775,4
769,9
770,5
772,4
766,7
769,8
775,3
771,8
769,3
767,7
0100200300400500600700800900
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rdn
es
s
Min STD
Aktual
Gambar 4.37 Grafik Distribusi Hardness After Quenching ( 17mm, 16” )
Data Hardness After Quench Dia 10.9mm, 18"
725,2
731,8
718,8
735,2
722,4
712,1
726,7
711,9
728,5
738,7
727,1
733,0
720,7
719,3
729,2
725,6
730,7
737,4
728,4
740,2
0100200300400500600700800
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rdn
es
s
Min STD
Aktual
Gambar 4.38 Grafik Distribusi Hardness After Quenching ( 10.9mm, 18” )
Data Hardness After Quench Dia 12.3mm, 18"
744,5
756,2
752,4
749,5
759,3
751,6
750,9
741,3
765,2
762,3
758,8
768,1
745,7
750,6
753,4
755,4
762,4
764,7
755,8
768,2
0100200300400500600700800900
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rd
ne
ss
Min STD
Aktual
Gambar 4.39 Grafik Distribusi Hardness After Quenching ( 12.3mm, 18” )
Data Hardness After Quench Dia 17mm, 18"
778,8
779,3
783,1
772,3
769,2
775,5
780,2
774,1
771,3
768,4
784,3
770,2
768,1
773,3
780,1
772,3
769,3
768,1
772,4
776,4
0100200300400500600700800900
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rdn
es
s
Min STD
Aktual
Gambar 4.40 Grafik Distribusi Hardness After Quenching ( 17mm, 18” )
Data Hardness After Quench Dia 10.9mm, 26"
880,2
901,8
864,0
867,0
882,0
894,6
882,4
900,1
891,7
885,4
897,1
886,7
869,2
898,7
874,9
880,0
900,2
873,5
866,4
903,0
0100200300400500600700800900
1000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rdn
es
s
Min STD
Aktual
Gambar 4.41 Grafik Distribusi Hardness After Quenching ( 10.9mm, 26” )
Data Hardness After Quench Dia 12.3mm, 26"
845,4
849,2
834,7
843,2
839,2
859,9
844,6
859,9
850,3
848,0
830,0
838,6
862,2
880,5
865,2
864,9
868,2
885,3
868,8
870,5
0100200300400500600700800900
1000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rd
ne
ss
Min STD
Aktual
Gambar 4.42 Grafik Distribusi Hardness After Quenching ( 12.3mm, 26” )
Data Hardness After Quench Dia 17mm, 26"
836,9
821,4
830,8
836,7
819,2
810,3
823,6
841,5
828,3
832,5
844,3
811,1
857,0
856,4
854,1
860,2
834,4
852,3
840,9
841,2
0100200300400500600700800900
1000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rdn
es
s
Min STD
Aktual
Gambar 4.43 Grafik Distribusi Hardness After Quenching ( 17mm, 26” )
Data Hardness After Temper Dia 10.9mm, 16"
516,2
521,4
517,6 5
36,6
540,5
536,4
532,8
525,0
494,5
540,1
522,7
511,4
516,4
520,0 535,0
520,3
514,7
539,8
519,3
527,3
450
500
550
600
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rdn
es
s
Min STD
Aktual
Max STD
Gambar 4.44 Grafik Distribusi Hardness After Temper ( 10.9mm, 16” )
Data Hardness After Temper Dia 12.3mm, 16"
518,5
523,4
518,5540,6
541,5
538,4
533,8
525,2
519,0
530,0
524,9
511,5
517,4
520,3 538,5
521,9
516,8
544,5
519,3
529,1
450
500
550
600
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rd
ne
ss
Min STD
Aktual
Max STD
Gambar 4.45 Grafik Distribusi Hardness After Temper ( 12.3mm, 16” )
Data Hardness After Temper Dia 17mm, 16"
502,7
513,5
479,9
494,5
511,3
500,6
510,7
499,5
494,6
504,3
507,1
499,5
498,0
502,3
506,1
499,9
500,4
513,4
511,5
506,1
250
300
350
400
450
500
550
600
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rdn
es
s
Min STD
Aktual
Max STD
Gambar 4.46 Grafik Distribusi Hardness After Temper ( 17mm, 16” )
Data Hardness After Temper Dia 10.9mm, 18"
530,8
522,7
519,3 533,0
541,8
544,2
537,2
529,4 545,4
540,7
524,9
521,8
524,4 537,1
538,6
527,9 544,7
546,0
532,0
534,5
450
500
550
600
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rdn
es
s
Min STD
Aktual
Max STD
Gambar 4.47 Grafik Distribusi Hardness After Temper ( 10.9mm, 18” )
Data Hardness After Temper Dia 12.3mm, 18"
526,9
532,1
518,4
542,1
538,1
537,8
529,9
524,3
534,2
531,7
523,7
529,8
541,2
526,6
530,4
523,7
534,5
536,9
519,8
521,2
450
500
550
600
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rd
ne
ss
Min STD
Aktual
Max STD
Gambar 4.48 Grafik Distribusi Hardness After Temper ( 12.3mm, 18” )
Data Hardness After Temper Dia 17mm, 18"
511,3
516,7
508,3
507,2
513,8
504,8
516,1
502,3
517,4
515,5
509,7
514,7
511,3
508,3
517,6
518,3
511,4
508,3
505,7
513,2
250
300
350
400
450
500
550
600
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rdn
es
s
Min STD
Aktual
Max STD
Gambar 4.49 Grafik Distribusi Hardness After Temper ( 17mm, 18” )
Data Hardness After Temper Dia 10.9mm, 26"
593,6
568,5 588,6
597,0
599,7
576,3 596,8
582,2
588,6
566,0
578,4
573,4 5
95,8
564,8 583,6
584,6
574,1
566,3
580,9
562,6
450
500
550
600
650
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rdn
es
s
Min STD
Aktual
Max STD
Gambar 4.50 Grafik Distribusi Hardness After Temper ( 10.9mm, 26” )
Data Hardness After Temper Dia 12.3mm, 26"
574,1
542,7
547,3
557,4
546,8
554,6
557,7
533,1
563,5
557,8
542,4
539,2
547,4
543,0 5
61,1
558,1
564,8
565,2
535,1556,8
450
500
550
600
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rd
ne
ss
Min STD
Aktual
Max STD
Gambar 4.51 Grafik Distribusi Hardness After Temper ( 12.3mm, 26” )
Data Hardness After Temper Dia 17mm, 26"
538,8
541,5
559,1
543,2
548,2
543,6
546,5
541,3
517,8
540,3
527,3
534,6
519,1
525,3 558,9
539,1
547,8
558,5
558,3
526,9
250
300
350
400
450
500
550
600
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Jumlah Titik Pengukuran
Ha
rd
ne
ss
Min STD
Aktual
Max STD
Gambar 4.52 Grafik Distribusi Hardness After Temper ( 17mm, 26” )
B. Meneliti hasil
Dari data-data hasil pengujian yang telah dilakukan didapatkan adanya
perbedaan nilai hasil kekerasan material dan struktur mikro material,
10.9mm 12.3mm 17mm 10.9mm 12.3mm 17mm 10.9mm 12.3mm 17mm
1 Hardness NG NG NG OK OK OK OK OK OK
2 Mikrostruktur OK OK OK OK OK OK OK OK OK
3 Dekaburasi OK OK OK OK OK OK OK OK OK
JUDGEMENT NG OK OK
No Item Pengujian
Cycle Time 26 Cycle Time 18 Cycle Time 16
Tabel 4.21 Tabel Hasil Pengujian dari Percobaan Terhadap Perbedaan cycle Time
Dapat dlihat bahwa semakin besar cycle time yang dipakai dalam proses
furnace berpengaruh pada kekerasan material. Cycle time 26 detik menyebabkan
kekerasannya tinggi, diatas standart yang ditentukan didalam JIS Handbook
1994, jadi tidak bisa digunakan dalam proses produksi, karena akan beresiko
terjadinya crack pada material. Cycle time 18 detik nilai kekerasannya baik, jadi
bisa digunakan dalam proses produksi. Cycle time 16 detik nilai kekerasannya
baik dan dapat juga digunakan dalam proses produksi. Dan dari hasil data diatas
juga, cycle time 16 detik dapat dijadikan salah satu improvement untuk
meningkatkan produktifitas dalam proses produksi spring coil, yang awalnya
menggunakan cycle time 26 detik untuk diameter 17mm, dan cycle time 18 detik
untuk diameter 12.3mm dan 10.9mm, sekarang dengan cycle time 16 detik dapat
digunakan untuk diameter 10.9mm, 12.3mm, 17mm.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
1. Dari hasil analisa pengaruh variasi diameter material pada proses hetreatment
terhadap sifat mekanis ( hardness ) dan strukturmikro, didapatkan adanya
perbedaan sifat mekanis pada material yang dipanaskan dengan temperatur
900°C dan cycle time yang sama, semakin besar diameter material semakin
tinggi nilai kekerasannya, dan semakin kecil diameter material semakin rendah
nilai kekerasannya. Untuk strukturmikro material tidak ada perbedaan yang
signifikan.
2. Dari hasil analisa pengaruh perbedaan cycle time pada proses heatreatment
terhadap sifat mekanis dan strukturmikro, didapatkan adanya perbedaan sifat
mekanis material yang dipanaskan dengan temperatur 900°C dan cycle time
yang berbeda-beda, semakin besar cycle time yang digunakan semakin tinggi
nilai kekerasannya, dan semakin kecil cycle time yang digunakan semakin
rendah nilai kekerasannya.Untuk strukturmikro material tidak ada perbedaan
yang signifikan.
B. Saran
1. Hasil reset ini dapat diterapkan pada proses produksi, yaitu pada proses heating
furnace, untuk dapat meningkatkan produtivitas dan efisiensi biaya dalam
pembuatan spring coil.
2. Dibuatkan standart operasional prosedur baru, jika hasil resat ini diterapkan
pada proses produksi.
3. Dibentuk tim reset untuk meneliti proses-proses yang ada diproduksi sehingga
dapat menemukan efisiensi-efisiensi lain untuk mendukung visi dan misi
perusahaan.
DAFTAR PUSTAKA
Hardi, WWW. Crayon pedia. Org / Mw / BAB X Pengujian Logam
JIS Handbook,1994. Ferrous Material Dan Metallurgy, Japan.
Metal Hand book Edisi 8,Vol. 7, 1972. Atlas of microstruktures of industrial
alloy,
ASM.
Suratman Rochim, 1994. Paduan Proses Perlakuan Panas, ITB Bandung.
Suherman Wahit, 1999. Ilmu logam II, Jurusan Teknik mesin FTI – ITS.
Suherman Wahit, 1998. Perlakuan panas, Juusan Teknik mesin FTI – ITS,
Surabaya.
Suherman Wahit, Pengetahuan Bahan, ITS Surabaya.
Judul : Pembuatan Spesimen Foto Mikrostruktur dan Dekarburisasi
Tujuan : Untuk mempermudah pengerjaan dalam pengujian material
Lokasi : Laboratorium
1. Persiapan
- Siapkan spesimen yang akan diuji
- Potong spesimen secukupnya dengan micro cut
- Tandai sisi luar/dalam diameter bahan uji
- Jika material terlalu kecil untuk dipegang, lakukan proses mounting pada material
2. Langkah kerja
- Gosok material dengan menggunakan kertas gosok sampai halus
- Siapkan Nital 25% dan Alkohol didalam cawan
- Celupkan spesimen yang sudah halus kedalam nital selama ± 10 detik
- Celupkan spesimen kedalam alkohol
- Keringkan spesimen dengan menggunakan drier proses eticing
Check Point Cara pengecekan Standart
Visual Dapat diliat1. Penandaan sisi luar/dalam
INTRUKSI KERJA
2. Kehalusan permukaan
3. Waktu Eticing
Visual
Direndam
Halus
± 10 detik
Judul : Pengujian Mikrostruktur
Tujuan : Untuk mengetahui struktur mikro material
Lokasi : Laboratorium
1. Persiapan Alat
- Siapkan Shoftwere analysis pada mesin microstructure scope
- Siapkan spesimen yang akan diuji ( Anealing atau Martensite )
2. Langkah kerja
- Hidupkan mesin microstructure scope
- Setting lensa keperbesaran 500X
- Letakkan spesimen yang sudah dietsa diatas stage centre plate
- Fokuskan gambar dari spesimen & atur pencahayaannya
- Lihat hasil mikrostruktur material dikomputer
1. Perbesaran lensa Visual 500X
INTRUKSI KERJA
Check Point Cara pengecekan Standart
Min 90%2. Mikrostruktur martensit Microsructure scope
Judul : Pengujian Dekaburisasi
Tujuan : Untuk mengetahui kadar karbon yang terperangkap akibat pemanasan
Lokasi : Laboratorium
1. Persiapan Alat
- Siapkan Shoftwere analysis pada mesin microstructure scope
- Siapkan spesimen yang akan diuji ( Anealing atau Martensite )
2. Langkah kerja
- Hidupkan mesin microstructure scope
- Setting lensa keperbesaran 100X
- Letakkan spesimen yang sudah dietsa diatas stage centre plate
- Fokuskan gambar dari spesimen & atur pencahayaannya
- Lihat hasil dekarburisasi material dikomputer
INTRUKSI KERJA
Check Point Cara pengecekan Standart
1. Perbesaran lensa Visual 100X
2. Dekarburisasi Microstructure scope Max 0.1mm
Judul : Pembuatan spesimen untuk pengecekan hardness
Tujuan : Untuk mengetahui kekerasan material
Lokasi : Laboratorium
1. Persiapan
- Siapkan spesimen yang akan diuji ( Martensite atau temper Martensite )
- Potong spesimen secukupnya dengan micro cut
- Tandai sisi luar/dalam diameter bahan uji
- Jika material terlalu kecil untuk dipegang, lakukan proses mounting pada material
2. Langkah kerja
- Gosok material dengan menggunakan kertas gosok sampai halus
- Haluskan spesimen dengan mesin polishing
INTRUKSI KERJA
Check Point Cara pengecekan Standart
1. Penandaan sisi luar/dalam Visual Dapat diliat
2. Kehalusan permukaan Visual Halus
Judul : Pengujian Mikro vickers
Tujuan : Untuk mengetahui kekerasan material
Lokasi : Laboratorium
1. Persiapan Alat
- Siapkan block standart
- Siapkan indentor
- Siapkan spesimen yang akan diuji ( Martensite atau temper Martensite )
- Siapkan standart vase
2. Langkah kerja
- Hidupkan mesin microstructure scope
- Pasang spesimen yang sudah dihaluskan ke cross travel stage
- Setting kelensa objektif, fokuskan kemudian zerro setting
- Setting kelensa indentor kemudian start/mulai pengetesan
- Ukur besar bekas injakan bagian kanan-kiri & atas-bawah
- Baca hasil pengukuran pada indikator HV pada operation panel
2. Kekerasan material temper
martensite
INTRUKSI KERJA
Check Point Cara pengecekan Standart
1. Kekerasan material martensite Micro vickers Min 613 HV
Micro vickers 440 - 527 HV