BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam bidang material baja karbon sedang AISI 4140 merupakan low alloy steel atau baja yang memiliki kandungan 0,38-0,43% C, 0,75-1,00% Mn, 0,15-0,30% Si, 0,80-1,10% Cr dan tambahan unsur lain yaitu 0,15-0,25% Mo, 0,04 Sulfur dan 0,035 Posphor. Salah satu aplikasi baja AISI 4140 ini digunakan sebagai sebuah produk pin piston. Jika melihat aplikasi yang telah di sebutkan diatas maka di ketahui bahwa penggunaan jenis baja AISI 4140 ini banyak di gunakan untuk jenis baja yang membutuhkan kekuatan tinggi. Oleh karenanya untuk dapat meningkatkan ketangguhan kekerasan dan kekuatan yang baik,dengan proses quenching peningkatan kekerasan dapat diperoleh,dimana dalam proses ini perlakuan pemanasan material sampai temperatur tertentu kemudian didinginkan secara cepat dengan air,karena pendinginan tersebut dilakukan secara cepat, maka tidak ada waktu untuk pemisahan karbon dengan kata lain semua karbon tinggal terkurung dalam kristal ferit membentuk struktur kristal bct (body centered tetragonal) atau di sebut martensit yaitu suatu struktur yang keras dan getas (struktur halus seperti jarum). Berdasarkan aplikasinya baja jenis ini dikembangkan dengan tujuan untuk memiliki sifat mekanik terutama kekerasan,kekuatan,dan keausan yang baik. Kekerasan, kekuatan dan keausan, dapat diperoleh melalui proses heat treatment dengan penelitian ini diharapkan akan didapat sifat baja AISI 4140, jika ditinjau dari hubungan sifat mekanis dan struktur mikronya setelah dilakukannya pengaruh variasi
holding time pada baja tersebut. Daerah batas dari perubahan sifat keras kesifat getas itu dikenal sebagai suhu transisi yang dipengaruhi oleh komposisi kimia, proses perlakuan panas dan proses pengerjaan dingin.untuk baja karbon, suhu transisi tersebut mungkin berada disekitar atau diatas suhu kamar.struktur mikro baja akan terbentuk bergantung dari kecepatan pendinginannya dari suhu quenching ke suhu air. Karena perubahan struktur ini maka dengan sendirinya sifat sifat mekanik yang dimiliki juga berubah. Hubungan antara kecepatan pendinginan dan struktur mikro yang terbentuk biasanya digambarkan dalam diagram yang menghubungkan waktu, suhu, dan transformasinya yaitu Continous Cooling Transformation (diagram CCT).Pada kecepatan pendinginan yang tinggi menurut diagram CCT akan terbentuk martensit.ketangguhan, dan keausan yang baik.kekerasan yang berbanding lurus dengan kekuatan dan keausan,dapat diperoleh melalui proses heat treatment. tetapi proses ini akan menurunkan ketangguhan dari baja tersebut dan meningkatkan kekerasan baja tersebut. 1.2 Maksud dan Tujuan Berdasarkan aplikasi yang telah diterangkan diatas maksud dan tujuan dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui seberapa besar pengaruh perlakuan panas pada material tersebut dengan menggunakan variasi holding time quenching terhadap: Sifat mekanik (kekerasan dan ketangguhan aus) pada baja AISI 4140 Terjadinya suatu perubahan Struktur mikro pada baja AISI 4140 Maksudnya adalah untuk mengetahui seberapa besar pengaruh variasi holding time qunching terhadap sifat mekanik dan perubahan bentuk struktur mikro pada material Baja AISI 4140. Dengan tujuan untuk mengetahui sebelum dan sesudah di lakukan
proses hardening pada material tersebut akankah terjadi suatu perubahan yang sangat signifikan. 1.3 Batasan Masalah Pembatasan masalah pada penelitian ini untuk mengetahui sejauh mana pengaruh proses quenching (pengerasan) terhadap sifat mekanik dan struktur mikro baja pada material baja pin piston, yang merupakan baja paduan dan memiliki unsur-unsur pembentuk karbida. Dari material ini maka di buat spesimen uji mekanik untuk kekerasan dan aus serta uji metalografi dengan menggunakan mesin wire cutting dan Rockwell yang selanjutnya dilakukan suatu proses quenching dengan temperatur 850 0 C dengan waktu tahan selama 15, 30, 45 menit. proses ini dilakukan dengan menggunakan tungku Hoffman. 1.4 Metode Penelitian Dalam penelitian ini di gunakan metode: a. Observasi di laboratorium Universitas Diponegoro, data yang diperoleh merupakan hasil dari pengamatan atau tinjauan secara langsung pada objek yang akan ditulis. b. Studi Literatur Data-data yang diperoleh merupakan hasil dari dokumentasi dan bukubuku.
c. Analisa Mengolah data-data yang ada dari hasil penelitian di laboratorium. 1.5 Sistemetika Penulisan berikut: Sistematika Penulisan yang di gunakan dalam penelitian ini adalah sebagai BAB I : PENDAHULUAN Pendahuluan yang berisi latar belakang penelitian, maksud dan tujuan batasan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Tinjauan pustaka yang berisi baja alloy steel 4140 dan aplikasinya, proses perlakuan panas, pengaruh unsur paduan, dan teori dasar pengujian sifat mekanik (kekerasan, aus dan struktur mikro). BAB III : METODE PENELITIAN Metode penelitian yang dilakukan mencakup diagram alir penelitian berdasarkan data-data yang diperoleh dan persiapan sampel-sampel pengujian. BAB IV : PEMBAHASAN DAN HASIL PENELITIAN Pembahasan meliputi hasil uji kekerasan,uji ketangguhan aus, dan pengamatan struktur mikro. Pengujian kekerasan menggunakan metode kekerasan Rockwell, pengujian ketangguhan aus menggunakan mesin uji pin-on disc Dan pengujian Struktur mikro menggunakan mesin uji Olympus Microscope dengan etsa 2% Nital.
BAB V : KESIMPULAN Dari hasil pengujian tersebut pada bab sebelumnya akan diperoleh kesimpulan tentang sifat mekanik dan struktur mikro pada baja yang diuji.