BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan industri saat ini khususnya industri logam, semakin hari

semakin memacu arah pemikiran manusia untuk lebih meningkatkan kemampuan

dalam bidang ilmu pengetahuan dan teknologi, khususnya teknologi logam.

Perkembangan tersebut mendorong para perancang dan para ahli teknik produksi

untuk mengetahui dan menghayati tentang bahan teknik serta pengaruh proses

terhadap sifat bahan. Pengetahuan dan pemahaman tentang bahan teknik yang akan

digunakan sangat penting, sehingga dapat dipilih bahan yang paling ekonomis dan

proses yang terbaik untuk suatu produk.

Salah satu alternatif untuk perbaikan sifat mekanik logam adalah dengan

metode heat treatment (perlakuan panas). Dalam hal ini proses yang digunakan

adalah hardening dan quenching pada baja. Melalui perlakuan panas yang tepat,

tegangan dalam dapat dihilangkan, besar butir diperbesar atau diperkecil,

ketangguhan ditingkatkan atau dapat dihasilkan suatu permukaan yang keras di

sekeliling inti yang ulet. Untuk memungkinkan perlakuan panas yang tepat, susunan

kimia baja harus diketahui karena perubahan komposisi kimia khususnya karbon

dapat mengakibatkan perubahan sifat-sifat fisis.

Temperatur pemanasan, waktu penahanan (holding time) serta media

pendinginan merupakan variabel yang perlu diperhatikan dalam proses perlakuan

panas kali ini. Setiap perlakuan panas dengan variabel yang bebeda juga akan

menghasilkan hasil yang berbeda pula. Perlakuan panas dengan variabel yang tepat,

akan menghasilkan tegangan tarik dan kekerasan yang optimal.

1.2 Batasan Masalah

Di sini penulis akan membatasi masalah agar pembahasannya lebih fokus.

Adapun batasan-batasan masalah tersebut adalah:

1. Dalam praktikum ini akan dibahas bagaimana cara menaikkan kekerasan suatu

logam secara optimal dengan berbagai faktor/variabel.

2. Bahan uji yang akan digunakan adalah besi dengan ukuran diameter 1,5 cm dan

tebal 1 cm.

3. Pengujian yang dilakukan adalah uji kekerasan dengan alat uji Rockwell

4. Benda akan dipanaskan sampai temperatur tertentu, ditahan selama beberapa

waktu dan didinginkan dengan beberapa media yaitu air, air es, air garam dan

solar.

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dalam penelitian ini adalah:

1. Mengetahui macam-macam proses perlakuan panas.

2. Mengetahui tahapan proses perlakuan panas khususnya hardening.

3. Mengetahui temperatur,waktu penahanan (holding time) dan media quenching

yang tepat untuk memperoleh kekerasan optimal sesuai dengan jenis baja.

1.4 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari penelitian ini adalah:

1. Merupakan sarana langsung pembelajaran bagi mahasiswa tentang perlakuan

material yaitu perlakuan panas.

2. Merupakan pelatihan bagi mahasiswa tentang cara kerja yang benar dan

penggunaan alat-alat kerja dengan benar agar tidak terjadi kecelakaan kerja.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Perlakuan Panas (Heat Treatment)

Perlakuan panas (heat treatment) didifinisikan sebagai kombinasi operasi

pemanasan dan pendinginan yang terkontrol dalam keadaan padat untuk

mendapatkan sifat-sifat tertentu pada baja/logam atau paduan. Terjadinya perubahan

sifat tersebut dikarenakan terjadi perubahan struktur mikro selama proses

pemanasan dan pendinginan, di mana sifat baja/logam atau paduan sangat

dipengaruhi oleh struktur mikronya.

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.

2. Non Equilirium (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)

2.2 Hardening

Pengerasan biasanya dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi

atau kekuatan yang lebih baik. Pengerasan dilakukan dengan memanaskan baja

sampai ke daerah austenit lalu mendinginkanya dengan cepat,dengan pendinginan

yang cepat ini terbentuk martensit yang kuat. Temperatur pemanasanya,lama waktu

tahan dan laju pendinginan untuk pengerasan banyak tergantung pada komposisi

kimia dari baja. Kekerasan maksimum yang dapat dicapai tergantung pada kadar

karbon dalam baja.Kekerasan yang terjadi pada benda akan tergantung pada

temperatur pemanasan,waktu tahan dan laju pendinginan yang dilakukan pada

proses laku panas,disamping juga pada hardenability baja yang dikeraskan.

2.3 Proses Hardening

Dalam proses hardening ada beberapa faktor yang menentukan dan

mempengaruhi proses hardening tersebut,yaitu:

a. Temperatur Pemanasan

Besarnya temperatur pemanasan (holding time temperature) yang digunakan

untuk mencapai daerah transformasi tertentu berpengaruh terhadap penyebaran

ferit dan sementit yang baik, pemanasan diusahakan berjalan perlahan,sehingga

transformasi berjalan linier bersama naiknya temperatur yang timbul pada baja.

b. Waktu Penahanan

Waktu penahanan ditentukan sesuai dengan kebutuhan dan spesifikasi material

yang akan diuji. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan bentuk struktur kristal yang

sempurna pada temperatur transformasi.

c. Kecepatan Pendinginan

Kecepatan pendinginan berpengaruh terhadap hasil transformasi dan sifat

mekanik. Dalam hubungan tersebut dipakai suatu diagram transformasi (TTT

diagram = Time Temperature Transformation diagram), untuk meramalkan struktur

yang terjadi bila baja didinginkan dari temperatur austenit dengan kecepatan

pendinginan tertentu.

d. Perlakuan Panas Celup (Quenching)

Untuk proses Hardening kita melakukan pendinginan secara cepat dengan

menggunakan media air. Tujuanya adalah untuk mendapatkan struktur martensite,

semakin banyak unsur karbon,maka struktur martensite yang terbentuk juga akan

semakin banyak. Karena martensite terbentuk dari fase austenite yang

didinginkan secara cepat.

Ada berbagai macam media quenching yaitu:

Air

Air Garam

Oli

Udara Terbuka

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Penyiapan Alat dan Bahan

Penelitian menggunakan tujuh spesimen dengan jenis dan ukuran yang sama.

Siapkan alat uji kekerasan yaitu dalam hal ini menggunakan uji Rockwell

Siapkan oven atau dapur untuk proses pemanasan

Siapkan media quenching yang akan diujikan

3.2 Tahapan Penelitian

1. Spesimen diuji terlebih dahulu dengan menggunakan Rockwell untuk mengetahui

nilai kekerasan awal spesimen tersebut sebelum di hardening.

2. Setelah spesimen diuji, spesimen dimasukkan satu per satu ke dalam dapur untuk

di hardening sampai temperatur tertentu. Temperatur ini tidak semuanya sama,

tetapi berbeda untuk melihat temperatur mana yang tepat agar kekerasan optimal

dapat tercapai.

3. Penahanan temperatur sampai waktu tertentu.

4. Spesimen dikeluarkan dan didinginkan atau di quenching dengan menggunakan

media yang berbeda pula.

5. Kemudian spesimen diuji kembali nilai kekerasannya dengan menggunakan

Rockwell apakah mengalami peningkatan kekerasan.

Berikut ini tabel perlakuan pada ketujuh spesimen:

Spesimen

Perlakuan1 2 3 4 5 6 7

Temperatur (°C) 900° 900° 900° 825° 825° 825° 1100°

Holding Time (m) - 10 15 15 10 10 10

Media Quenching Air Air Air esAir

garamSolar Air Air

BAB IV

HASIL DAN ANALISA

Hasil pengukuran nilai kekerasan pada spesimen setelah di hardening

Analisa Pengujian Kekerasan

- Dari tabel di atas menunjukkan bahwa media yang paling optimal adalah air dengan

temperatur penahanan 900°C dan waktu penahanan selama 10 menit.

- Bahwa temperature,holding time dan media quenching sangat berpengaruh terhadap

perubahan nilai kekerasan spesimen.

- Pada kekerasan yang optimal dapat dicapai karena austenite larut sempurna menjadi

martensit

1 Rt 2 Rt 3 Rt 4 Rt 5 Rt 6 Rt 7 Rt

Sebelum

108 10

9.

5

109.6 11

0.

9

110.3 11

1.

1

108.9 11

0.

3

110.2 11

0.

5

109.5 11

0.

6

108 11

0.

5

111.3 111.4 111.4 110.9 111.2 111.2 112.3

109.2 111.8 111.6 111.3 110.8 111.3 111.3

Sesudah

103 10

7.

9

119.7 11

9.

8

102.5 10

7.

3

111.7 11

0.

4

101.599

.8

108.4 11

0.

1

107.4 10

8.

3

104.6 120.3 111.1 111.3 98 110.9 105.2

116.1 119.5 108.5 108.3 100.1 110.9 112.4

Tingkatan -1.6 8.9 -3.8 0.1 -10.8 -0.5 -2.2