Ringkasan dokumen ini memberikan informasi tentang pengaruh temper dengan quench media oli Mesran SAE 20W-50 terhadap karakteristik medium carbon steel. Penelitian ini menguji sifat mekanis baja EMS 45 setelah ditempering pada suhu 600°C. Hasilnya menunjukkan bahwa baja temper memiliki kekuatan tarik 80,12 kg/mm2, kekuatan impact 1,625 J/mm2, dan muai panas 2014 x 10-6 mm. Foto mikro menunjukkan but

1. PENGARUH TEMPER DENGAN
QUENCH MEDIA OLI MESRAN SAE
20W – 50 TERHADAP
KARAKTERISTIK MEDIUM CARBON
STEEL
By : Adrian Dwi Saputra

3. Pendahuluan

Pengerjaan logam untuk mendapatkan komponen pada
umumnya diawali dengan pengerjaan mesin yang kemudian
diberikan perlakuan panas sebagai salah satu upaya untuk
memperbaiki sifat dan kualitas komponen seperi annealing,
normalizing,hardening atau tempering.Hardening merupakan
proses pemanasan baja sampai suhu di daerah atau di atas
daerah kritis disusul dengan pendinginan yang cepat yang
dinamakan quench (Djafrie, 1995).Akibat proses hardening
pada baja, maka timbul tegangan dalam (internal stresses),
danrapuh (brittles) yang menyebabkan baja tersebut belum
cocok untuk segera digunakan sehingga baja tersebut perlu
dilakukan proses lanjut yaitu temper. Atas dasar tujuan untuk
memperbaiki sifat baja tersebut, maka peneliti memilih
perlakuan panas temper dengan quenching media oli Mesran
SAE 20W – 50. Perubahan sifat baja dapat diketahui dengan
cara melakukan pengujian tarik, kekerasan, impact dan muai
panas. Penelitian ini memfokuskan pada baja EMS 45
sebagai bahan penelitian.

4. A. Kajian Teori
1. Baja Karbon

Baja merupakan salah satu jenis logam yang
banyak digunakan dengan unsur karbon
sebagai salah satu dasar campurannya.
Disamping itu baja juga mengandung unsurunsur lain seperti sulfur (S), fosfor (P), silikon
(Si),mangan (Mn), dan sebagainya yang
jumlahnya dibatasi. Sifat baja pada umumnya
sangat dipengaruhi oleh prosentase karbon
dan struktur mikro. Struktur mikro pada baja
karbon dipengaruhi oleh perlakuan panas dan
komposisi baja.

5. 2. Quenching

Proses pengerasan baja merupakan salah
satu dari proses perlakuan panas yang
bertujuan untuk meningkatkan kekerasan
baja,hal ini dilakukan dengan memanaskan
suatu baja karbon ke dalam daerah temperatur
yang dianjurkan untuk pengerasan baja.

6. 3. Tempering

Tempering adalah pemanasan kembali dari baja yang
telah dikeraskan pada suhu dibawah suhu kritis yang
disusul dengan pendinginan untuk menghilangkan
tegangan dalam (sisa) dari baja akibat proses
quenching. Melalui temper, kekerasan, dan kerapuhan
dapat diturunkan sampai memenuhi persyaratan.
Kekerasan turun,kekuatan tarik akan turun, sedang
keuletan dan ketangguhan akan meningkat (Djafrie,
1985). Proses temper dimungkinkan karena struktur
martensit yang tidak stabil.Proses ini akan
menyebabkan martensit berubah menjadi troosit atau
sorbit sesuai dengan suhu penemperannya. Troosit
dan sorbit tersebar halus dalam bentuk karbid pada
lapisan ferrit.

7. C. Metodologi Penelitian

8. D. Pembahasan dan Analisis
1. Hasil Penelitian

Hasil dalam penelitian ini berupa data angka,
gambar, grafik dan foto-foto penelitian.
Pengujian komposisi dilakukan untuk
mengetahui kandungan unsure dalam material
dan memastikan bahwa material penelitian
yang digunakan dalam golongan medium
carbon steel.

9. 

A. Hasil uji komposisi
Unsur-unsur yang terkandung dalam baja akan
mempengaruhi sifat-sifat mekanis dan fisis dari
baja yang bersangkutan. Jenis-jenis baja
umumnya ditentukan berdasarkan kandungan
unsur karbon yang terkandung dalam material
baja tersebut.Tabel berikut ini menunjukkan data
komposisi kimia unsur-unsur yang ada dalam
material spesimen. Berdasarkan kandungan
karbon dalam material dapat disimpulkan bahwa
material yang digunakan tergolong medium
carbon steel dengan kadar karbon 0,452 %.

10. 

B. Hasil foto mikro spesimen
Pengujian foto mikro bertujuan untuk
mengetahui struktur yang terkandung dalam
spesimen penelitian. Struktur mikro yang
berbeda akan memberikan pengaruh yang
berbeda pada sifat mekanis bahan. Bentuk
penampang mikro untuk tiap jenis spesimen
dengan perbesaran 200 kali adalah sebagai
berikut

11. Gambar 2: Foto mikro raw materials
Gambar 3. Foto mikro spesimen quench
Gambar 4: Foto mikro spesimen temper

12. 

C. Hasil pengujian kekerasan
Berdasarkan pada hasil pengujian kekerasan
yang digambarkan dalam grafik distribusi
kekerasan raw materials di atas menunjukkan
besarnya kekerasan vickers pada raw
materials jarak 0,1 mm sebesar 171,5; jarak
0,3 mm sebesar 166,4; jarak 0,5 mm sebesar
165,8; jarak 0,7 mm sebesar 166,7; jarak 0,9
mm sebesar 166,1 dan pada jarak 1,1 sebesar
164,4.

13. Gambar 5: Grafik kekerasan
quench

14. 

e. Hasil pengujian muai panjang
Pada suhu 00K atom-atom suatu bahan tidak
bergerak dan jarak antar atom tetap.Apabila
suhu dinaikkan, peningkatan energi
memungkinkan atom-atom bergetar pada jarak
antar atom rata-rata yang lebih besar, hal ini
menghasilkan pemuaian pada bahan tersebut.
Pengujian muai panjang bertujuan untuk
mengukur perpanjangan muai spesimen
akibat kenaikan suhu yang diberikan.

15. 
D. Hasil pengujian tarik
Pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui
sifat-sifat mekanis dari spesimen dalam
penelitian ini. Hasil pengujian tarik terdiri dari
tiga parameter yaitu parameter kekuatan tarik
(ultimate strength), parameter kekuatan luluh
(yield strength) dan parameter keuletan yang

16. Pembahasan
Hasil pengujian mekanis yang telah disajikan dalam bentuk
diagram garis dan penampang patahan diketahui ada
perbedaan antara raw materials, quench dan spesimen
temper. Hasil pengujian kekerasan raw materials
menunjukkan kestabilan kekerasan mulai titik 0,3 mm dari
tepi dengan kekerasan vickers ratarata sebesar 165,82.
Peningkatan kekerasan pada jarak 0,1 mm dimungkinkan
terjadi akibat proses pembubutan pada saat pembuatan
spesimen. Distribusi kekerasan masing-masing titik pada
spesimen quench dan temper disebabkan karena proses
pendinginan yang berawal dari tepi spesimen. Hasil kekuatan
tarik rata-rata untuk spesimen raw materials sebesa 67,74
kg/mm2. Bentuk penampang patah adalah partial cup cone
dengan tekstur berbutir kasar. Dari hal ini diketahui bahwa
bahan mempunyai sifat ulet sehingga perpanjangan yang
reduksi penampangnya besar dibuktikan dengan hasil foto
mikro yangmemperlihatkan butiran ferrit yang cukup besar.
Spesimen yang telah mengalami

17. 
perlakuan yaitu quench dan temper mempunyai kekuatan
tarik yang lebih tinggi.Kekuatan tarik spesimen quench
86,44 kg/mm2 dengan perpanjangan 10,87 % dan reduksi
penampang sebesar 38,67 %, kekuatan tarik spesimen
temper 80,12 kg/mm2 dengan perpanjangan 14,5 % dan
reduksi penampang sebesar 42,27 %.Kekuatan tarik
spesimen temper mengalami penurunan dibandingkan
dengan spesimen quench, hal ini disebabkan karena laju
pendinginan pada temper yang lebih lambat dibandingkan
dengan quench sehingga matriks ferit yang lunak dan ulet
pada spesimen temper mempunyai waktu untuk
membentuk partikel yang besar sehingga menyebabkan
penurunan kekuatan tarik tapi mampu meningkatkan
keuletan spesimen,dibuktikan dengan hasil foto mikro yang
memperlihatkan besarnya butiran yang lebih besar

18. 
Hasil pengujian impact yang disajikan dalam bentuk penampang
patahan menunjukkan kekuatan impact spesimen quench 1,583
J/mm2, spesimen temper 1,625 J/mm2 dengan kekuatan impact
raw materials sebesar 1,563 J/mm2. Foto mikro pada spesimen
quench dan raw materials menunjukkan adanya ferit dan perlit
dengan kuantitas yang hamper berimbang, namun dengan adanya
lapisan karbon pada spesimen quench menyebabkan peningkatan
pada kekuatan impact. Pada spesimen temper peningkatan
kekerasan baja akibat proses quench diikuti dengan peningkatan
keliatan bahan karena tempering sehingga meningkatkan
ketangguhan bahan, didukung dengan hasil perhitungan keliatan
spesimen. Kenaikan keliatan pada spesimen temper disebabkan
karena lamanya proses pendinginan material sehingga jarak
kegetasan spesimen meningkat yang menyebabkan penurunan
luas penampang liat menjadi 79,18 mm2 dari sebelumnya yang
sebesar 80,37 mm2 pada spesimen quench. Ketebalan daerah
keras menyebabkan perbedaaan pada kecenderungan muai
panjang bahan seperti yang diperlihatkan pada perbedaan muai

19. E. Kesimpulan dan Saran
1. Simpulan
Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan, maka dapat
diambil simpulan sebagai berikut:
a. Karakteristik mekanis yang spesimen EMS 45 menunjukkan
kekerasan spesimen emper yang stabil mulai pada jarak 0,7
mm dengan besar kekerasan vickers sebesar 237,7 dan
kekerasan vickers sampai jarak pengujian 0,5 mm berturutturut sebesar 258,7; 253,8; 243,8. Kekuatan tarik hasil
temper dengan quench media oli Mesran SAE 20W – 50
sebesar 80,12 kg/mm2 atau mengalami penurunan sebesar
7,32 % terhadap quench dan mengalami kenaikan sebesar
18,27 % terhadap raw materials. Kekuatan impact terbesar
terdapat pada spesimen temper yang sebesar 1,625 J/mm2
atau mengalami kenaikan sebesar 4,17 % dari raw materials
yang sebesar 1,560 J/mm2. Harga muai panas temper
sebesar 2014 x 10-6 mm atau mengalami penurunan
sebesar 31,94 % terhadap spesimen quench dan mengalami
kenaikan 17,03 % terhadap raw materials.


20. b. Hasil foto mikro spesimen temper
memperlihatkan butiran ferit yang lebih
besardibandingkan dengan quench sesuai
dengan perbedaan karakteristik
mekanismasing-masing spesimen.

21. 2. Saran
a. Proses quench menyebabkan terjadinya
penurunan angka kekerasan pada material
yang dimulai dari tepi spesimen, untuk
mendukung data tersebut pada penelitian
selanjutnya saat pengambilan foto mikro
hendaknya dilakukan dengan memperhatikan
daerah terjadinya penurunan kekerasan.


22. b. Penelitian ini hanya menggunakan variasi
tempering pada suhu tinggi sebesar 6000C,
untuk mengetahui lebih jelas perbedaan
karakteristik medim carbon steel pengujian
selanjutnya hendaknya menggunakan variasi
tempering pada suhu rendah,suhu menengah
dan suhu tinggi dengan variasi media
pendingin serta menggunakan jenis medium
carbon steel yang lain sehingga dapat
diketahui pengaruh unsur campuran dalam
bahan.

23. c. Pada pemanfaatan secara praktis temper
dengan quench media oli Mesran SAE 20W –
50 ini dapat digunakan sebagai alternatif untuk
mendapatkan bahan dengan kekuatan dan
ketangguhan sejauh kebutuhan pengguna.

24. Lampiran 1: Hasil uji komposisi
EMS 45

26. Sekian dan Terima Kasih
By :
Adrian Dwi Saputra
5201413019
Pend Teknik Mesin
S1
Universitas Negeri
Semarang