PENGARUH VARIASI HOLDING TIME PADA PROSES LAKU PANAS TERHADAP SIFAT FISIS MATERIAL BAJA 2436 Cicilia Maya Christanti [1], Dyah Hikmawati., M.Si [1], Drs. Djoni Izak R., S.Si., M.Si. Jurusan Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Surabaya Email : lia.cipan@gmail.com ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh laku panas pada variasi Holding Time terhadap komposisi, struktur mikro dan kekerasan baja 2436. Perlakuan panas austenit dengan suhu 950 o C dengan variasi waktu penahanan dari 20 menit sampai 90 menit dan tempering. Pengujian menggunakan uji kekerasan Rockwell, spektrometer, serta mikroskop optik. Hasil penelitian menunjukkan tingkat kekerasan baja bora 2436 yang dapat di aplikasikan sebagai produk pendukung adalah yang diproses dengan waktu penahanan 30 menit sampai 50 menit sekitar 57,25 HRC sampai 59,25 HRC. Hal ini terjadi dengan adanya komposisi unsur-unsur penting yaitu Fe sebagai unsur utama dan unsur yang sengaja ditambahkan untuk meningkatkan sifatnya baja bora 2436 dan unsur C, Cr, V, dan W yang masih teridentifikasi. Hasil pengujian struktur mikro dengan waktu penahanan dari 30 menit sampai 50 menit terlihat struktur perlit yang bersifat lebih keras lebih banyak dibandingkan ferit yang lebih rapuh. Kata kunci : perlakuan panas, kekerasan, komposisi, struktur mikro.
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Baja adalah bahan utama yang banyak digunakan oleh dunia industri, biasanya banyak digunakan terutama untuk membuat alat-alat perkakas. Salah satu baja yang digunakan baja bora 2436, baja tersebut digunakan sebagai produk pendukung dari produk utama yaitu stempel merk. Keunggulan dari baja 2436 adalah memiliki kekerasan yang tinggi (baik) yang dapat digunakan untuk stempel merk. Kelemahannya adalah baja 2436 hanya perusahaan tertentu saja yang memproduksi baja tersebut. Selain unsur besi sebagai unsur utamanya, baja bora 2436 mengandung unsur-unsur Fe, C, Si, Mn, P, S, Cr, W dan V yang memiliki persentase tertentu. Persentase masing-masing unsur tersebut berpengaruh terhadap sifat-sifat fisis dari baja 2436, diantaranya sifat kekerasannya. Sebagai industri yang banyak memanfaatkan bahan baku baja pada produk-produknya, maka banyak proses perlakuan dilakukan untuk mendapatkan sifat baja yang sesuai dengan aplikasinya. Salah satu aplikasinya adalah sebagai bahan pembuatan alat untuk stemple merk. Produk ini memiliki kekerasan tertentu sehingga diperlukan baja dengan karakteristik kekerasan tertentu pula untuk membuat stemple merknya. Sifat tersebut dapat diperoleh melalui lama waktu proses perlakuan panas (heat treatment). Variasi yang berbeda pada perlakuan ini diharapkan akan diperoleh baja bahan baku stempel merk yang memiliki kekerasan yang melebihi atau paling tidak sama dengan sifat kekerasan produk utama. METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Kegiatan penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei 2011 sampai dengan bulan Juni 2011 dan dilaksanakan di Laboratorium Logam, Bengkel Perkakas, dan Laboratorium Heat Treatment, Turen-Malang dan Laboratorium Fisika Material jurusan Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga. 3.3.1 Perlakuan Panas Austenit (Heat Treatment) Spesimen yang digunakan sebanyak 8 dilakukan proses heat treatment secara bersamaan dengan suhu 950 o C selama satu jam.
3.3.2 Waktu Penahanan (Holding Time) Spesimen sebanyak 8 buah tersebut diberi waktu penahanan dari 20 menit sampai 90 menit dengan interval waktu 10 menit. Tempering Suhu tempering 180 o C dan lama waktu tempering adalan satu jam dengan pendinginan di udara. Diagram Alir Penelitian
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian HASIL DAN PEMBAHASAN baja bora sebelum proses perlakuan belum siap untuk di aplikasikan sebagai produk pendukung sehingga diperlukan proses perlakuan panas austenit yang dapat meningkatkan nilai kekerasannya. Meskipun proses ini mengakibatkan nilai kekerasan yang tinggi sebesar 58,98 HRc sampai 62,50 HRc, tapi menyebabkan baja bersifat yang getas. Hal ini terjadi karena tegangan sisa yang dapat mengakibatkan bahan menjadi patah. Oleh karena itu, diperlukan proses tempering untuk menghilangkan tegangan sisa. Meskipun tingkat kekerasan sedikit menurun dari semula 57,25 HRc sampai 59,25 HRc tapi nilai kekerasan tersebut cukup tinggi bagi baja bora 2436 sehingga siap di
aplikasikan sebagai produk pendukung. Pada penelitian ini waktu penahanan 30 menit sampai 50 menit terbukti memberikan nilai tingkat kekerasan yang cukup untuk spesifikasi produk pendukung. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dari hasil pengujian, pengamatan, serta hasil dan pembahasan yang telah dilakukan dalam penelitian ini, dapat diambil kesimpulan : 1. Hasil uji kekerasan menunjukkan peningkatan dari sekitar 16,13 sampai 19,75 menjadi sekitar 57,25 sampai 59,25 untuk seluruh perlakuan. Peningkatan kekerasan tersebut adanya unsur-unsur C, Cr, V, dan W yang ada dalam kandungan baja bora 2436 dan hasil struktur mikro mendukung hal tersebut dimana nampak pada penahanan 30 menit sampai 50 menit memiliki struktur perlit yang keras lebih dominan dan struktur ferit yang lebih rapuh. 2. Pengaruh variasi waktu penahanan 20 menit belum tepat karena nilai kekerasannya belum layak untuk digunaka sebagai produk pendukung. Waktu penahanan 30 menit sampai 50 menit merupakan pilihan yang terbaik untuk memproses baja 2436 karena nilai kekerasan mencapai sekitar 57,25 sampai 59,25 yang paling tinggi, adapun waktu penahanan 60 menit sampai 90 menit kurang menjadi pilihan karena waktu penahanan lebih dari 60 menit cenderung menurunkan nilai kekerasannya 5.2 Saran Pada waktu proses perlakuan panas sebaiknya oven furnace tidak terlalu sering di buka sehingga hasil yang di peroleh dapat lebih baik. DAFTAR PUSTAKA Cain Tubal, 1984, Hardening, Tempering and Heat Treatment, First edition, Argus Book. Dalil, M, 1999, Pengaruh Perbedaan Waktu Penahanan Suhu Stabil (Holding Time) Terhadap Kekerasan Logam, Jurnal Natur Indonesia II, Fakultas Teknik Universitas Riau Djafri, Sriati, 1987, Terjemahan dari Mechanical Metallurgy. Jakarta, Erlangga : Metalurgi Mekanik
Hariyanto, Agus, 2006, Pengaruh Perlakuan Panas Terhadap Peningkatan Nilai Kekerasan dan Perubahan Struktur Mikro Pada Alat Pemindah Gigi Isuzu Diesel Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta R. Koekoeh K Wibowo, SENTA (2007) Pengaruh Proses Perlakuan Panas Pada Baja AISI 304 Terhadap Kekerasan Dan Laju Korosi Dalam Media HCl (35%). Low R. Samuel, 2001, Rockwell Hardness Measurement of Metallic Materials, National Institute of Standards and Technology, America. Mubarok, Fahmi, St., MSc, 2008, Metallurgy I, Jurusan Teknik Mesin, ITS Sofiyyudin Ahmad Aniq, 2007, Pengaruh Suhu Carburizing Menggunakan Media Arang Batok Kelapa Terhadap Kekerasan Dan Ketahanan Aus Roda Gigi Baja AISI 4140, Jurusan Teknik Mesin, Skripsi, Universitas Negeri Semarang. Suherman Wahid Ir, Pengetahuan Bahan, Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS, Surabaya, 1988. Wibowo, Bambang Tri, 2006, Pengaruh Temper Dengan Quenching Median Pendingin Oli Mesran SAE 40 Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Baja ST 60 Jurusan Teknik Mesin, Skripsi, Universitas Negeri Semarang. Van Vlack, Lawrence H., 1992, Ilmu Dan Teknologi Bahan, Terjemahan : Sriati Djapire, Edisi Kelima, PT. Erlangga, Jakarta