Analisa pengaruh variasi media pendingin pada perlakuan panas terhadap kekerasan dan struktur mikro baja karbon rendah (Effect of cooling media variations on heat treatment on hardness and micro carbon structure of low carbon stee.
Agung Prayogi A.
SuhardimanA AcAJurusan Teknik Mesin.
Politeknik Negeri Bengkalis Jl.
Batin Alam.
Sungai Alam.
Kec.
Bengkalis.
Kabupaten Bengkalis.
Riau 28711 email: Agungprayogi1228@gmail.
, suhardiman@polbeng.
Abstrak Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin pesat sangat berpengaruh terhadap perindustrian di dalam negeri, salah satunya adalah industri yang menghasilkan atau memproduksi elemen-elemen mesin yang sebagian besar menggunakan logam sebagai bahan bakunya.
Penelitian ini betujuan untuk mengetahui pengaruh media pendingin terhadap tingkat kekerasan dan struktur mikro baja karbon paduan rendah dengan melakukan perlakuan panas sebelum dan sesudah proses pemanasan .
eat treatmen.
Proses penelitian dilakukan dimulai dengan pemotongan baja karbon rendah, kemudian dilakukan proses pemanasan dengan temperatur 950o C, selanjutnya dilakukan proses pendinginan dengan berbeda media pendingin seperti: Air hujan, udara.
Oli SAE 40 dan Coolant Radiator.
Hasil pengujian kekerasan pada spesimen sebelum dilakukan proses pemanasan didapat nilai kekerasan sebesar 27,75 HRC dan untuk struktur mikro spesimen mengandung struktur ferrit dan perlit.
Didapat untuk media pendingin air hujan didapat nilai kekerasan 34 HRC dan untuk struktur mikro yang terkandung yaitu martensit, untuk media pendingin oli SAE 40 nilai kekerasan pada spesimen didapat sebesar 28,85 HRC untuk struktur mikronya spesimen mengandung struktur ferrit dan perlit, untuk media pendingin coolant radiator didapat nilai kekerasan paling tinggi sebesar 39 HRC dan untuk struktur mikronya spesimen mengandung struktur martensit dan untuk media pendingin udara mendapatkat nilai kekerasan terendah dari media pendingin lainya yaitu sebesar 14 HRC dan spesimen tersebut untuk struktur mikro yang terkandung yaitu ferrit dan perlit.
Kata kunci : Uji Struktur Mikro.
Uji Kekerasan.
Diagram Fasa.
Cairan pendingin.
Abstract The rapid development of science and technology has greatly influenced the domestic industry, one of which is the industry that produces or produces engine elements which mostly use metal as their raw material.
This study aims to determine the effect of the cooling media on the level of hardness and microstructure of low carbon alloy steel by conducting heat treatment before and after the heating process .
eat treatmen.
The research process was carried out starting with the cutting of low carbon steel, then the heating process was carried out with a temperature of 950oC, then the cooling process was carried out with different cooling media such as: Rainwater, air.
SAE 40 Oil and Coolant Radiator.
The results of the hardness test on the specimens before the heating process were obtained were hardness values of 27.
75 HRC and for the microstructure the specimens contained ferrite and pearlite Obtained for rain water cooling media obtained hardness value of 34 HRC and for microstructure contained namely martensite, for SAE oil cooling media 40 hardness values on specimens were obtained at 28.
HRC for microstructure of specimens containing ferrite and perlite structures, for coolant cooling media The radiator obtained the highest hardness value of 39 HRC and for the microstructure the specimen contained a martensitic structure and for the air cooling media the lowest hardness value from other cooling media was 14 HRC and the specimens for the microstructure contained were ferrite and perlite.
Keywords: Micro Structure Test.
Hardness Test.
Phase Diagram.
Coolant Pendahuluan Setiap logam mempunyai karakteristik yang berbeda-beda, seperti sifat-sifat fisis, sifat mekanis dan sifat kimia, maka diperlukan suatu penanganan khusus agar setiap elemen-elemen logam tersebut dapat digunakan sesuai yang diinginkan .
Sebelumnya telah dilakukan penelitian oleh Gunawan Dwi haryadi bahwa dari hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kekerasan, kekuatan tarik dan struktur mikro dipengaruhi oleh suhu tempering.
Ketika suhu tempering dinaikkan kekerasan dan kekuatan tariknya akan menurun .
Elin Nurain .
i berdasarkan penelitiannya menyatakan bahwa Dengan Jurnal Polimesin Volume 17.
Nomor 2.
Agustus 2019 media pendingin yang berbeda, maka akan didapat laju pendinginan yang ber!ainan yang menghasilkan perubahan struktur mikro dan kekerasan.
Baja adalah material yang banyak digunakan dalam konstruksi mesin, karena memiliki sifat ulet mudah dibentuk, kuat maupun keras.
Selain itu baja dengan unsur utama Fe dan C bisa dipadukan dengan unsur lain seperti Cr.
Ni.
Ti dan sebagainya, untuk mendapatkan sifat mekanik seperti yang diinginkan .
Perlakuan panas adalah proses untuk memperbaiki sifat-sifat dari logam dengan jalan memanaskan coran sampai temperatur yang cocok, lalu dibiarkan beberapa waktu pada temperatur itu, kemudian didinginkan ke temperatur yang lebih rendah dengan kecepatan yang sesuai.
Diperlukan upaya identifikasi jenis media pendingin yang sesuai dengan kebutuhan, oleh karena itu tujuan dari penelitia ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi media pendingin pada perlakuan panas terhadap kekerasan dan struktur mikro baja karbon rendah.
Studi Literatur Baja Karbon Baja karbon merupakan salah satu jenis baja paduan yang terdiri atas unsur besi (F.
dan karbon (C).
Dimana besi merupakan unsur dasar dan karbon sebagai unsur paduan utamanya.
Dalam proses pembuatan baja akan ditemukan pula penambahan kandungan unsur kimia lain seperti sulfur (S), fosfor (P), slikon (S.
, mangan (M.
dan unsur kimia lainnya sesuai dengan sifat baja yang diinginkan.
Baja karbon memiliki kandungan unsur karbon dalam besi sebesar 0,2% hingga 2,14%, dimana kandungan karbon tersebut berfungsi sebagai unsur pengeras dalam struktur baja.
Penggunaan dari masing-masing baja berbedabeda berdasarkan kandungan karbon pada baja Baja karbon rendah digunakan untuk kawat, baja profil, sekrup, ulir dan baut.
Baja karbon sedang digunakan untuk rel kereta api, poros roda gigi, dan suku cadang yang berkekuatan tinggi, atau dengan kekerasan sedang sampai tinggi.
Baja karbon tinggi digunakan untuk perkakas potong seperti pisau, milling cutter, reamers, tap dan bagian-bagian yang harus tahan gesekan.
Baja berdasarkan jumlah persentase komposisi kimia karbon dalam baja yakni sebagai berikut.
Baja Karbon Rendah (Low Carbon Stee.
Baja karbon rendah merupakan baja dengan kandungan unsur karbon dalam sturktur baja kurang dari 0,3% C.
Baja Karbon Sedang (Medium Carbon Stee.
Baja karbon sedang merupakan baja karbon dengan persentase kandungan karbon pada besi sebesar 0,3% C Ae 0,59% C.
Baja Karbon Tinggi (High Carbon Stee.
Baja karbon tinggi adalah baja karbon yang memiliki kandungan karbon sebesar 0,6% C Ae 1,4% C.
Diagram Keseimbangan Besi Karbon (Fe-C) Menurut George Krauss.
, keseimbangan besi karbon dapat digunakan sebagai dasar untuk melaksanakan perlakuan panas.
Penggunaan diagram ini relatif terbatas karena beberapa metode perlakuan panas digunakan untuk menghasilkan struktur yang non-equilibrium.
Akan tetapi pengetahuan mengenai perubahan fasa pada kondisi seimbang memberikan ilmu pengetahuan dasar untuk melakukan perlakuan panas.
Bagian diagram Fe-C yang mengandung karbon dibawah 2 % menjadi perhatian utama untuk perlakuan panas baja.
Jurnal Polimesin Volume 17.
Nomor 2.
Agustus 2019 Gambar 1.
Diagram Fasa.
Diagram ini merupakan dasar pemahaman untuk semua operasi-operasi perlakuan panas.
Dimana fungsi diagram fasa adalah memudahkan memilih temperatur pemanasan yang sesuai untuk setiap proses perlakuan panas baik proses anil, normalizing maupun proses pengerasan.
Perlakuan Panas .
eat Treatmen.
Untuk memperbaiki sifat-sifat mekanis logam, perlu adanya suatu perlakuan ,perlakuan yang dimaksud adalah perlakuan panas .
eat treatmen.
Perlakuan panas adalah suatu proses pemanasan dan pendinginan logam dalam keadaan padat untuk mengubah sifat-sifat fisis logam tersebut.
Baja dapat meningkat dan dapat juga dilunakkan untuk mempermudah permesinan lebih lanjut.
Gambar 2.
Diagram Pemanasan Perlakuan panas .
eat treatmen.
pada baja mempunyai peran yang sangat penting dalam upaya mendapatkan sifat-sifat tertentu yang diinginkan sesuai dengan kebutuhan.
Proses ini meliputi pemanasan baja pada suhu tertentu dari dipertahankan pada waktu tertentu serta didinginkan pada media tertentu pula.
Perlakuan panas mempunyai tujuan untuk meningkatkan kuat tarik , kekerasan, keuletan, menghilangkan tegangan internal .
nternal stres.
, dan menghaluskan ukuran butir kristal.
Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi perlakuan panas, yaitu suhu pemanasan, waktu yang diperlukan pada suhu pemanasan, laju pendinginan dan lingkungan atmosfir.
Media Pendingin Proses quenching dilakukan pendinginan secara cepat dengan menggunakan media air, udara, radiator coolent dan oli SAE 40.
Kemampuan suatu jenis media dalam mendinginkan spesimen bisa berbeda-beda, pendingin disebabkan oleh temperatur, kekentalan, kadar larutan dan bahan dasar media pendingin.
Semakin cepat logam didinginkan maka akan semakin keras sifat logam itu.
Karbon yang dihasilkan dari pendinginan lebih cepat banyak dari pendinginan Hal ini disebabkan karena atom karbon tidak sempat berdifusi keluar, terjebak dalam struktur kristal dan membentuk struktur tetragonal yang ruang kosong atomnya kecil, sehingga kekerasanya meningkat.
Media pendingin yang digunakan dalam penelitian ini antara lain :Air, udara, coolent radiator dan oli SAE Uji Kekerasan Terdapat tiga jenis ukuran kekerasan, tergantung pada cara melakukan pengujian, yaitu:
Kekerasan goresan .
cratch hardnes.
Kekerasan lekukan .
ndentation hardnes.
Kekerasan pantulan .
Untuk logam, hanya kekerasan lekukan yang banyak menarik perhatian dalam kaitannya dengan bidang Terdapat kekerasan lekukan, antara lain: Uji kekerasan Brinell.
Vickers.
Rockwell.
Knoop, dan sebagainya.
Pengujian rockwell mirip dengan pengujian brinell, yakni angka kekerasan yang diperoleh merupakan fungsi derajat indentasi.
Beban dan indentor yang digunakan bervariasi tergantung pada kondisi pengujian.
Indentor atau AupenetratorAy dapat berupa bola baja atau kerucut intan dengan ujung yang agak membulat .
iasa disebut AubraleA.
Diameter bola baja umumnya 1/16 inchi, tetapi terdapat juga indentor dengan diameter lebih besar, yaitu 1/8, 1/4, atau 1/2 inchi untuk bahan-bahan yang lunak.
Pengujian dilakukan dengan terlebih dahulu memberikan beban minor 10 kg, dan kemudian beban mayor diaplikasikan.
Beban mayor biasanya 60 atau 100 kg untuk indentor bola baja dan 150 kg untuk indentor brale.
Meskipun demikian, dapat digunakan beban dan indentor sesuai kondisi pengujian.
Dial pada mesin terdiri atas warna merah dan hitam yang didesain untuk mengakomodir pengujian skala B dan C yang seringkali dipakai.
Skala kekerasan B digunakan untuk pengujian dengan kekerasan medium seperti baja karbon rendah dan baja karbon medium dalam kondisi telah dianil .
Range kekerasannya dari 0Ae100.
Pengujian kekerasan Rockwell dilaksanakan dengan cara menekan permukaan spesimen .
enda uj.
dengan suatu indentor.
Penekanan indentor ke dalam benda uji dilakukan dengan menerapkan beban pendahuluan .
eban mino.
, kemudian ditambah dengan beban utama .
eban mayo.
, lalu beban utama sedangkan beban minor masih Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell ini diatur berdasarkan standar DIN Pengujian Kekerasan benda dengan metode Rockwell memiliki beberapa kelebihan antara lain:
Dapat digunakan untuk bahan yang sangat keras.
Dapat dipakai untuk batu gerinda sampai plastik.
Cocok untuk semua material yang keras dan lunak.
Selain memiliki kelebihan Pengujian kekerasan benda dengan metode Rockwell memiliki beberapa kekurangan antara lain:
Tingkat ketelitian rendah.
Tidak stabil apabila terkena goncangan.
Persamaan :
= ycu1 ycu2 ycu3 ycu4 ycu5 ycu6 ycu7 ycu8 ycu9 ycu10 A .
yco Jurnal Polimesin Volume 17.
Nomor 2.
Agustus 2019 Dimana :
n : Penjejakan atau titik pengujian m : Jumlah banyak titik Struktur Mikro Untuk mengetahui sifat dari suatu logam, kita dapat melihat struktur mikronya.
Setiap logam dengan jenis berbeda memiliki struktur mikro yang berbeda.
Dan dari struktur mikro kita dapat melihat:
Ukuran dan bentuk butir Distribusi fasa yang terdapat dalam material khususnya logam Pengotor yang terdapat dalam material Diagram menampilkan hubungan antara temperatur dengan kadar karbon, dimana terjadi perubahan fasa selama proses pendinginan dan pemanasan.
Gambar 3.
Diagram fasa besi karbon.
Fasa-fasa yang ada pada diagram fasa besi karbon dapat dijelaskan sebagai berikut:.
Ferrit Memiliki bentuk sel satuan BCC terbentuk pada proses pendinginan lambat dari austensite baja hipoeuctoid .
aja dengan kandungan karbo < 0,8%), bersifat lunak, ulet, memiliki kekerasan .
BHN dan konduktivitas thermalnya tinggi.
Cementit Cementit adalah senyawa besi dengan karbon, umumnya dikenal sebagai karbida besi dengan rumus kimia Fe3C, bentuk sel satuannya ortorombik, dan bersifat keras .
HRC Perlit Perlit adalah campuran ferit dan cementit berlapis dalam suatu struktur butir, memiliki nilai kekerasan .
HRC.
Pendinginan lambat menghasilkan Perlit kasar, sedangkan struktur mikro Perlit halus terbentuk dari hasil pendinginan Baja yang memiliki struktur mikro Perlit kasar kekuatannya lebih rendah bila dibandingkan dengan baja yang memiliki struktur mikro Perlit halus.
Martensit Terbentuk dari pendinginan cepat fasa austensit sehingga mengakibatkan sel satuan FCC bertransformasi secara cepat menjadi BCC, unsur karbon yang larut dalam BCC terperangkap dan tetap berada dalam sel satuan itu, hal tersebut menyebabkan terjadinya distorsi sel satuan sehingga sel satuan BCC berubah menjadi BCT.
Struktur mikro martensit seperti bentuk jarum-jarum halus, bersifat keras .
HRC, dan getas.
Austenit Memiliki bentuk sel satuan FCC yang mengandung unsur karbon hingga maksimum 1.
Metode Penelitian Peralatan yang digunakan pada penelitian ini Mesin uji kekerasan Alat uji kekerasan Rockwell digunakan untuk mengetahui nilai kekerasan pada spesimen uji.
Rockwell Hardness Test adalah pengukuran kekerasan berdasarkan kenaikan bersih kedalaman kesan sebagai beban diterapkan.
Mesin Uji Struktur Mikro Mikroskop optik digunakan untuk mengamati struktur mikro pada spesimen.
Tungku Pemanas Tungku pemanas digunakan untuk perlakuan panas .
eat treatmen.
pada spesimen yang telah Gambar 5.
Baja karon ST 37 Oli SAE 40 Tabel 2.
Spesifikasi Oli SAE 40 Typycal characteristics Properties Gambar 4.
Furnace Chamber Amplas Amplas dan poles digunakan untuk proses pembuatan spesimen untuk pengujian kekerasan dan struktur mikro.
Adapun bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah :
Baja karbon rendah ( Baja karbon ST-.
Kode St 37 adalah baja karbon rendah yang memiliki kandungan unsur karbon di dalam baja sebesar 0,16% C.
Baja ST 37 terbentuk atas beberapa paduan unsur kimia seperti yang ditampilkan pada 1 yakni sebagai berikut:
Tabel 1.
Komposisi kimia Baja Rendah
Unsur
Simbol
Komposisi Kimia (%) Besi
Karbon
99,092
0,160
Mangan
0,385
Silikon
0,0221
Fosfor
0,028
Kobal
Cuprum
0,077
0,036
Wolfrom
0,001
Jurnal Polimesin Volume 17.
Nomor 2.
Agustus 2019 Test Method No.
SAE Viscosity grade Viscosity kinematic,at 40oC,cst Viscosity kinematic at 100o C, cst.
Colour astm
Viscosity index
Apparent viscosity/CSS @ -25 oC,cP Total base number (TBN) mg KOH/G Pour point oC
Typical Test
Result
D-445
D-2270
D-5293
D-2896
D-98
Udara Tabel 3.
Komponen terbesar penyusun udara
Nitrogen
Oksigen
Argon
Karbon dio
Neon
Helium
Metana
Kripton
COA
CH4
Persen
78,08
20,95
0,934
0,0314
0,00182
0,000524
0,0002
0,000114
Ppm Hasil Dan Pembahasan 1 Hasil Uji Kekerasan Dan Struktur Mikro Penelitian ini menghasilkan data Ae data yang berupa angka dalam tabel, gambar grafik dan struktur mikro dari spesimen penelitian antara sebelum dilakukan perlakuan dan sesudah dilakukan perlakuan panas yang menggunakan media pendingin air hujan, oli SAE 40, udara dan coolant radiator dengan temperatur 950oC dan menggunakan waktu tahan 30 menit.
Spesimen Dengan Media Pendingin Coolant Radiator seperti table berikut:
Tabel 5.
Data nilai kekerasan media pendingin Coolant radiator Spesim Waktu Tahan .
olding tim.
Media Pendingin Gambar 6.
Spesimen Hasil Pengujian Kekerasan Rockwell 30 Menit Baja
Adapun hasil dari pengujian kekerasan pada spesimen dengan metode Rockwell sebelum diberi perlakuan panas dapat dilihat pada tabel berikut Coolant
Radiator Karbon
Rendah
Penjeja
Kekerasan Rockwell 39 HRC
Rata Rata HRC
40 39,5 37,5
Tabel 4.
Pengambilan data kekerasan rockwell sebelum dilakukan proses pemanasan Kode Sampel Baja Karbon Rendah Penjejakan Kekerasan Rockwell Ferrit Rata-Rata (HRC) Keteran Series2 Load:
100Kgf Perlite Titik Uji Gambar 8.
Grafik Kekerasan Media Pendingin Coolant Radiator Berdasarkan hasil pengujian kekerasan rockwell pada baja karbon rendah dapat dilihat bahwa tingkat kekerasan setelah dilakukan pemanasan (Heat Treatmen.
dan proses pendinginan menggunakan media pendingin coolant radiator, diketahui HRC rata-rata pada spesimen ini adalah 39 HRC.
Hal ini menunjukan nilai kekerasan pada spesimen ini cukup tinggi.
Gambar 7.
Struktur mikro tanpa perlakuan Gambar 4.
2 pada pengujian struktur mikro pada baja karbon rendah menunjukan lebih banyak kristal ferrit dibanndingkan kristal perlit.
Pada spesimen ini terlihat adanya ferrit yang halus dan agak terang sedangkan perlit terlihat agak gelap dan kasar.
Kristal ferrit yang mempunyai sifat lunak lebih banyak mendominasi struktur baja.
Sementara kristal perlit berada diantaranya dengan jumlah yang lebih Perlit yang mempunyai sifat lebih keras dibandingkan ferrit menempati posisi yang tidak Maka dapat disimpulkan bahwa baja karbon rendah memiliki nilai kekerasan yang cukup rendah.
Nilai Rata-Rata Pengujian Kekerasan Dan Struktur Mikro Setelah Dilakukan Proses Pemanasan.
Jurnal Polimesin Volume 17.
Nomor 2.
Agustus 2019 Martensit Gambar 9.
Struktur mikro media pendingin coolant Pada Spesimen dengan media pendingin Coolant Radiator memiliki Struktur mikro dengan mendominasi struktur martensit yang berukuran lebih besar dan tidak teratur dari spesimen dengan media pendingin air hujan.
Hal ini menyebabkan tingkat kekerasan pada spesimen ini cukup tinggi.
Dapat dilihat pada foto struktur mikro gambar 4.
4 dengan pembesaran 400 X.
cukup tinggi.
Dapat dilihat pada foto struktur mikro 6 dengan pembesaran 400 X.
Spesimen Dengan Media Pendingin Air Hujan Spesimen Dengan Media Pendingin Oli SAE 40 Tabel 6.
data kekerasan spesimen dengan media pendingin air hujan Tabel 7.
Data kekerasan dengan media pendingin Oli
SAE 40
Spesimen Waktu Tahan oldin g tim.
Media Pendingin Penjejakan Kekerasan Rockwell Baja
Karbon
Menit Rendah
Air Hujan
Rata-rata HRC
Waktu Tahan
olding Media Pendingin Penjejak Kekerasan Rockwell 28,85 HRC
Baja
Karbon
30 Menit Oli
SAE
Rendah
Rata-rata HRC
34,15 HRC
Spesimen
32,5 33
28,5 29
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Gambar 10.
Grafik Nilai Kekerasan Media Pendingin Air Hujan Berdasarkan pengujian kekerasan rockwell pada spesimen baja karbon rendah dapat dilihat bahwa tingkat kekerasan setelah dilakukan pemanasan (Heat Treatmen.
dan melalui proses pendinginan dengan menggunakan media pendingin air hujan, didapatkan dari hasil rata-rata dari pengujian rocwell diketahui HRC rata rata pada spesimen ini adalah 34,15 HRC.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Gambar 12.
Grafik Nilai Kekerasan Media Pendingin Oli SAE 40 Berdasarkan pengujian kekerasan rockwell pada spesimen baja karbon rendah dapat dilihat bahwa tingkat kekerasan setelah dilakukan pemanasan .
eat Treatmen.
dan melalui proses pendinginan dengan menggunakan media pendingin Oli SAE 40, didapatkan dari hasil rata-rata dari pengujian rocwell diketahui HRC rata rata pada spesimen ini adalah 28,85 HRC.
Perlit Martensit Ferrit Gambar 11.
Struktur mikro media pendingi air hujan Dari hasil proses hardening dengan media pendingin air hujan terlihat daerah martensit, sedangkan daerah ferrit pada spesimen pendiginan air hujan telah memudar dan berganti dengan martensit.
Perubahan itu terjadi karna terjadinya pendinginan secara cepat sehingga ferrit yang bertransformasi menjadi austenit pada pemanasan akan akan Hal menyebabkan tingkat kekerasan pada spesimen ini Jurnal Polimesin Volume 17.
Nomor 2.
Agustus 2019 Gambar 13.
Struktur mikro media pendingin Oli SAE Sama dengan spesimen pendinginan udara pada spesimen dengan pendinginan oli juga masih menghasilkan kandungan ferrit dan perlit pada pemanasan 950oC.
Pada ferrit yang merupakan larutan padat dari atom-atom pada karbon murni yang mempunyai sel-sel kubus dan mempunyai sifat sifat liat dan lunak.
Perlit merupakan senyawa eutectoid yang sebenernya tersusun dari fasa simentit dan ferrit yang tersususn dalam bentuk lapisan lapisan halus yang mempunyai sifat kuat dan cukup keras.
Dibandingkan dengan spesimen yang mengalami pendinginan dengan media udara dan spesimen tanpa perlakuan maka spesimen dengan pendinginan oli lebih keras, ini terjadi karna media pendingin oli lebih cepat dibandingkan dengan pendingin udara.
Perlit Ferrit Gambar 15.
Struktur mikro media pendingin udara Spesimen Dengan Media Pendingin Udara Tabel 8.
Data Nilai kekerasan dengan media pendingin udara Dari hasil proses hardening dengan media pendingin udara menunjukan bahwa material tersebut memiliki struktur mikro perlit dan ferrit.
Dimana pada struktur tersebut terlihat bahwa perlit yang paling mendominasi pada spesimen tersebut.
Dimana terlihat struktur mikro perlit dan ferit yang besar dan kasar hal itu menyebabkan tingkat kekerasan pada spesimen tersebut paling lunak dari spesimen dengan media pendingin lainya dan spesimen aslinya.
Terlihat pada foto struktur mikro Gambar 4.
6 dengan pembesaran Hasil Nilai Perbandingan Kekerasan Dan Struktur Mikro Pengujian Berikut adalah tabel perbandingan hasil pengujian kekerasan pada baja karbon rendah sebelum dilakukan perlakuan dan yang sudah diberi perlakuan panas (Heat Treatmen.
dan penahanan waktu .
olding tim.
selama 30 menit menggunakan variasi media pendingin, dengan metode pengujian kekerasan Rockwell.
Tabel 9.
Data perbandingan hasil Kekerasan sebelum dan sesudah dilakukan pemanasan Spesimen
Rata Ae
rata HRC
17 Series2
14 15,512,5
Gambar 14.
Grafik Nilai Kekerasan Media Pendingin Udara Berdasarkan pengujian kekerasan rockwell pada spesimen baja karbon rendah dapat dilihat bahwa tingkat kekerasan setelah dilakukan pemanasan (Heat Treatmen.
dan melalui proses pendinginan dengan menggunakan media pendingin udara tingkat kekerasan pada spesimen ini paling rendah dibandingkan dengan yang menggunakan media pendingin lainya, ini disebabkan karena pada proses pendinginan untuk media pendingin udara cukup lambat, dan didapatkan dari hasil rata-rata dari pengujian rockwell diketahui HRC rata rata pada spesimen ini adalah 14 HRC.
Jurnal Polimesin Volume 17.
Nomor 2.
Agustus 2019
Nilai Kekerasan HRC
Baja
Karbon
Rendah
Sebelum Dilakukan Pemanasan 27,5 HRC
Media Pendingin Air
Huj
Oli
SAE
Udara
Coolant
Radiato
34,15
28,85
HRC
HRC
39 HRC
39,5 40 39,5
38 37,536,5 38
37 32 31,532,535,5
33 28,5 32
28,529
14,5 14
12,5 12 13
Gambar 16.
Grafik Gabungan Rockwell nilai kekerasan Pada gambar 4.
11 menunjukan gabungan nilai kekerasan dari spesimen baja karbon rendah sebelum dilakukan pemanasan dan sesudah proses pemanasan .
eat treatmen.
dengan variasi media pendingin pada proses pendinginan.
Dan setelah dirataAeratakan pada pengujian spesimen sebelum dilakukan pemanasan terdapat nilai kekerasan sebesar 27,5 HRC.
Setelah dilakukan pemanasan pada spesimen uji nilai kekerasan tertinggi terdapat pada spesimen dengan variasi media pendingin menggunakan coolant radiator dengan pemanasan 950oC selama 30 menit sebesar 39 HRC, dan variasi menggunakan air hujan dengan pemanasan 950oC selama 30 menit sebesar 15 HRC, kemudian variasi menggunakan Oli SAE 40 dengan pemanasan 950oC selama 30 menit sebesar 85 HRC dan sedangkan variasi menggunakan media pendingin udara mendapatkan nilai kekerasan terendah dengan pemanasan 950oC selama 30 menit sebesar 14 HRC.
Jadi, dapat disimpulkan bahwa nilai kekerasan dengan variasi media pendingin coolant radiator dengan pemanasan dan penahanan waktu .
olding tim.
selama 30 menit merupakan nilai kekerasan spesimen paling tertinggi diantara variasi menggunakan media pendingin air hujan, udara, dan oli SAE 40 yaitu sebesar 39 HRC, sedangkan spesimen tanpa perlakuan mendapat nilai kekerasan 5 HRC.
Pada spesimen dengan pendinginan udara yang terlihat pada struktur mikro adalah perlit dan ferrit.
Akan tetapi yang paling mendominasi adalah ferrit.
Ferrit yang berwarna putih terlihat lebih besar butirbutirnya dan terlihat kasar, sehingga spesimen ini memiliki sifat lunak dan liat.
Pendinginan yang secara lambat menyebabkan spesimen ini memiliki jumlah ferrit yang banyak, nilai kekerasan yang dimiliki spesimen dengan media pendingin udara sebesar 14 HRC.
Spesimen dengan pendinginan dengan udara nilai kekerasanya paling rendah dibandingkan dengan spesimen pendinginan: oli SAE 40, air hujan dan coolant radiator.
Pada spesimen dengan media pendingin coolant radiator dan air hujan struktur yang terlihat adalah daerah martensit, sedangkan daerah ferrit pada spesimen pendiginan air hujan telah memudar dan berganti dengan martensit.
Perubahan itu terjadi karna terjadinya pendinginan secara cepat sehingga ferrit yang bertransformasi menjadi austenit pada pemanasan akan akan bertransformasi menjadi Hal ini menyebabkan tingkat kekerasan pada spesimen ini cukup tinggi dengan nilai kekerasan rockwell sebesar 39 HRC untuk media pendingin coolant radiator dan nilai kekerasan rocwell untuk media pendingin air hujan adalah sebesar 34,15 HRC.
Pada spesimen dengan media pendingin oli SAE 40 struktur yang terkandung dalam spesimen adalah ferrit dan perlit.
Dibandingkan dengan spesimen yang mengalami pendinginan dengan media udara dan spesimen tanpa perlakuan maka spesimen dengan pendinginan oli lebih keras.
Ini terjadi karna media pendingin oli lebih cepat dibandingkan dengan pendingin udara.
Nilai kekerasanyang dimiliki spesimen dengan media pendingin oli SAE 40 sebesar 85 HRC.
Didapat nilai kekerasan spesimen sebelum dilakukan proses pemanasan yang diperoleh sebesar 27,5 HRC.
Nilai kekerasan yang diperoleh dari media pendingin coolant radiator adalah 39 HRC.
Untuk nilai kekerasan yang diperoleh oleh media pendingin air hujan 34.
15 HRC, sedangkan untuk nilai kekerasan yang diperoleh oleh media pendingin Oli SAE 40 28.
85 HRC dan nilai kekerasan yang diperoleh oleh media pendingin udara 14 HRC.
Disini terlihat bahwa spesimen yang memiliki nilai kekerasan tertinggi ada pada media pendingin coolant radiator dengan nilai kekerasan 39 HRC.
Struktur mikro pada baja karbon rendah yang terbentuk adalah perlit dan ferrit.
Untuk struktur mikro dengan media pendingin air hujan dan coolant radiator yang terbentuk adalah martensit.
pendinginan secara cepat sehingga ferrit yang bertransformasi menjadi austenit pada pemanasan akan akan bertransformasi menjadi martensit.
Hal ini menyebabkan tingkat kekerasan pada kedua spesimen ini cukup tinggi.
Untuk struktur mikro pada spesimen dengan media pendingin udara yang terbentuk adalah perlit da ferrit, dan untuk spesimen dengan media pendingin oli SAE 40 yang terbentuk adalah perlit dan ferrit.
Tapi dibandingkan dengan spesimen yang mengalami pendinginan dengan media udara dan spesimen tanpa perlakuan maka spesimen dengan pendinginan oli lebih keras.
Ini terjadi karna media pendingin oli lebih cepat dibandingkan dengan pendingin udara.
Daftar Pustaka