PENGARUH STRUKTUR MIKRO TERHADAP SIFAT MEKANIS BAJA STAINLESS STEEL M303 EXTRA UNTUK BAHAN MATA PISAU PEMANEN SAWIT
Indra Rukmana 1 , Indra 2 , Farida Ariani 3 , M. Sabri 4 , Ikhwansyah Isranuri 5 , Mahadi 6
Email: indra.indra2674@yahoo.com
1,2,3,4,5,6 Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Jln. Almamater Kampus USU Medan 20155 Sumatera Utara Indonesia

## ABSTRAK
Perlakuan  panas  ( heat  treatment )  didefenisikan  sebagai  kombinasi  operasi  pemanasan  dan pendinginan  yang  terkontrol  dalam  keadaan  padat  untuk  mendapatkan  sifat-sifat  tertentu  pada baja/logam atau paduan. Salah satu metode perlakuan panas tersebut dengan proses quenching dan tempering .    Proses  ini  dilakukan  pada  temperatur  austenite  (1000 0 C)  selama  60  menit kemudian  didinginkan  dengan  oli  dan  air  es,  kemudian  di- temper pada  temperature  300 0 C, 350 0 C,  400 0 C,  450 0 C,  500 0 C,  550 0 C  dan  600 0 C  dengan  lama  waktu  penahanan  1  jam.  Hasil pengujian  memperlihatkan  bahwa  nilai  kekerasan  optimum  adalah  506,6  BHN  setelah quenching dengan oli pada suhu 1000 0 C dan pada proses tempering rata – rata secara bertahap menurun  dengan  bertambahnya  temperatur  tempering.  Sedangkan    nilai  kekerasan  setelah quenching dengan  air  es  pada  suhu  1000 0 C  adalah  499,2  BHN  dan  pada  proses  tempering kekerasannya rata – rata secara bertahap menurun dengan bertambahnya temperatur tempering, namun  pada  temperatur tempering 450 0 C  kekerasanya  naik  yang  didapat  426,6  BHN.  Hal  ini disebabkan laju difusi lambat hanya sebagian kecil karbon yang dibebasakn, hasilnya sebagian struktur tetap keras tetapi mulai kerapuhannya. Hasil pengujian tarik memperlihatkan nilai yang optimum diperoleh tegangan luluh (yield strength) 1155,671 MPa dan tegangan batas (ultimate strength) 1335,313 MPa. Hasil pengujian fatique diperoleh kekuatan lelah 313833600 N selama 307680 detik dengan beban 7 Kg pada raw material . Menurunnya besar butir dari raw material 3,83l μm menjadi 2,86 μm setelah quenching dengan oli dan air es, dan setelah tempering rata – rata  kenaikan  besar  butir  secara  bertahap    meningkat  dengan  bertambahnya  temperatur tempering . Dari penelitian dapat disimpulkan bahwa pada proses tempering dapat menurunkan nilai  kekerasan  dan  kekuatan  tarik.  Sementara  hasil  mikro  struktur  memperlihatkan  bahwa diameter  butiran  bahan  menunjukkan  menurunnya  diameter  butiran  selama  proses  hardening dengan  quenching  oli.  Dimana  semakin  kecil  diameter  butiran  maka  sifat  mekanis  bahan meningkat.
Kata Kunci : Heat Treatment, Baja Stainless Steel M303 Extra, Sifat Mekanis, Metallografi.

## 1. PENDAHULUAN
Baja  adalah  salah  satu  logam ferro yang  banyak  digunakan  dalam  dunia  teknik,  misalnya digunakan  untuk  membuat  alat-alat  perkakas,  alat-alat  pertanian,  komponen  -  komponen  otomotif, kebutuhan rumah tangga, dan semua struktur logam akan terkena pengaruh gaya luar berupa tekanan dan tegangan gesek. Usaha menjaga agar baja lebih tahan tekanan atau gesekkan adalah dengan cara perlakuan panas pada baja, hal ini memegang peranan penting dalam upaya meningkatkan kekerasan baja sesuai kebutuhan [1]. Selama ini baja yang sering digunakan oleh pandai besi untuk pembuatan mata  pisau  pemanen  sawit  berupa  baja  karbon  sedang  yaitu  pegas  belakang  mobil  (pegas  daun), Seperti  yang  telah  diketahui  bahwa  cukup  banyak  kekurangan  dari  mata  pisau  pemanen  sawit  yang dibuat  dipasaran,  terutama  pada  kekerasannya  yang  tidak  merata  akibat  proses  penempaan konvesional, juga sifat ketangguhannya yang masih rendah yang menyebabkan  mudah mengalami korosi,  sering patah atau lecetnya mata pisau sehingga umur pakai mata  pisau  lebih  singkat  [2]. Alasan  yang  mendasari  peneliti  mengambil  baja bohler stainless  steel M303 Extra karena  baja  tersebut  banyak  dipergunakan  dalam  bidang  teknik  atau  industri  salah Edisi Cetak Jurnal Dinamis, September 2015 (ISSN: 0216-7492)
satunya  untuk  pembuatan  cetakan  (PVC), extrusion  Tool yang  akan  diaplikasikan  pada  mata  pisau egrek/dodos. Baja ini memiliki daya ketanguhan yang sangat baik terhadap panas dan gesekan, keras, ulet,  tahan  aus,  dan  tahan  terhadap  korosi,dapat  ditempa  ,mudah  dipolish,  sehingga  cocok  untuk komponen yang membutuhkan kekerasan, keuletan, maupun ketahanan terhadap gesekan serta umur pakai  yang  panjang  [3].  Salah  satu  upaya  mendapatkan  sifat  mekanis  baja  yang  baik  maka dikembangkan  baja  dengan  penambahan  unsur  paduan  seperti carbon,  silicon,  mangan,  chromium, nickel, molebdenum, posfor, vanadium dan sebagainya [4].
Perlakuan  panas  adalah  kombinasi  dari  waktunya  pemanasan  dan  pendinginan  diterapkan pada logam tertentu atau paduan dalam keadaan padat dengan cara seperti untuk menghasilkan mikro tertentu dan sifat mekanik yang diinginkan (kekerasan, ketangguhan, kekuatan luluh, kekuatan tarik, dan persentase elongasi) [5].
Pengerasan  ( hardening) ,  yaitu  proses  pemanasan  baja  sampai  suhu  di  daerah  atau  diatas daerah  kritis  disusul  dengan  pendinginan  yang  cepat  dinamakan quench .  Metode  quenching  adalah berupa  pencelupan  baja  yang  telah  dipanaskan  mencapai  fasa  austenit  ke  dalam  bak  berisi  media pendingin  sehingga  panas  pada  baja  terabsorbsi  ke  media  pendingin  yang  akan  menghasilkan peningkatan  derajat  kekerasan  sebagai  akibat  perubahan  struktur  mikronya  [6].  Akibat  proses hardening pada  baja,  maka  timbulnya  tegangan  dalam  ( internal  stresses ),  dan  rapuh  ( britles ), sehingga baja tersebut belum cocok untuk segera digunakan. Oleh karena itu pada baja tersebut perlu dilakukan  proses  lanjut  yaitu temper .  Dengan  proses temper kegetasan  dan  kekerasan  dapat diturunkan  sampai  memenuhi  syarat  penggunaan,  kekuatan  tarik  turun  sedangkan  keuletan  dan ketangguhan meningkat. Namun yang menjadi permasalahan sejauh mana sifat – sifat yang memenuhi syarat yang diinginkan ini dapat dicapai melalui proses temper [7]. Proses tempering didefenisikan  sebagai  proses  pemanasan  baja  setelah  dikeraskan  pada temperatur  tempering  (dibawah  suhu  kritis)  sehingga  diperoleh  keuletan  (ductility)  tertentu,  yang dilanjutkan dengan proses pendinginan. Prosesnya adalah memanaskan kembali berkisar antara suhu 150 - 650 o C dan didingikan secara perlahan-lahan tergantung sifat akhir baja tersebut [8] Adapun pembatasan masalah pada skripsi ini adalah :
1. Material  yang  digunakan  adalah  baja stainlees  steel M303 Extra termasuk  baja  paduan  (  high alloy steel ) dengan  komposisi Fe (70,525), C(0,480), Si(0,225), Mn(0,638), P(0,025), S(0,020), Cr(24,749),  Mo(0,154), Ni(3), Cu (0,040), Ti(0,055), V(0,89).
2. Pemanasan awal dilakukan pada suhu 1000 o C dan diikuti dengan proses waktu tahan selama 60 menit lalu di quenching dengan media pendingin  oli SAE 40 dan air es  dipanasi kembali pada temperature  300 o C,  350 o C,  400 o C,  450 o C,  500 o C,  550 o C,  600 o C  dengan  waktu tahan  60  menit (proses tempering ). ,dan  didinginkan hingga mencapai temperatur kamar.
3. Pengujian  sifat  mekanis  setelah  dilakukan  proses Heat  Treatment meliputi  uji  kekerasan,  uji tarik, uji fatique Pengamatan struktur mikro setelah dilakukan proses Heat Treatment .

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Baja
Baja adalah logam paduan antara besi (Fe) dan karbon (C), dimana besi sebagai unsur dasar dan  karbon  sebagai  unsur  paduan  utamanya.  Kandungan  karbon  dalam  baja  berkisar  antara  0,1% hingga 1,7% sesuai tingkatannya. Dalam proses pembuatan baja akan terdapat unsur-unsur lain selain karbon yang akan tertinggal di dalam baja seperti mangan (Mn), silikon (Si), kromium (Cr), vanadium (V), dan unsur lainnya.

## 2.2 Klasifikasi Baja
Berdasarkan tinggi rendahnya presentase karbon di dalam baja, baja karbon diklasifikasikan sebagai berikut:
1. Baja Karbon Rendah ( Low Carbon Steel ) mengandung karbon antara 0,10 s/d 0,30 %.
2. Baja Karbon Menengah ( Medium Carbon Steel ) mengandung karbon antara 0,30% - 0,60% C.
3. Baja Karbon Tinggi ( High Carbon Steel ) mengandung kadar karbon antara 0,60% - 1,7% C. Berdasarkan kadar paduannya, baja paduan dibagi lagi menjadi tiga macam, yaitu:
1. Baja Paduan Rendah ( Low Alloy Steel )Baja paduan rendah merupakan baja paduan yang elemen paduannya kurang dari 2,5% wt.
2. Baja Paduan Menengah ( Medium Alloy Steel )
Baja paduan menengah merupakan baja paduan yang elemen paduannya antara 2,5% - 10% wt.
3. Baja Paduan Tinggi ( High Alloy Steel )Baja paduan tinggi merupakan baja paduan yang elemen paduannya lebih dari 10% wt.

## 2.3 Diagram Fasa Fe-C
Fungsi diagram fasa adalah memudahkan  memilih temperatur pemanasan yang sesuai untuk setiap proses perlakuan panas baik proses annealing, normalizing maupun proses pengerasan.

## Gambar 1. Diagram Fasa Baja Karbon [3]

## 2.4 Heat Treatment
Perlakuan  panas  adalah  kombinasi  anatara  proses  pemanasan  atau  pendinginan  dari  suatu logam  atau  paduannya  dalam  keadaan  padat  untuk  mendapatkan  sifat-sifat  tertentu.  Untuk mendapatkan hal ini maka kecepatan pendinginan dan batas temperatur sangat menentukan 1. Quenching
Pengertian  pengerasan  ialah  perlakuan  panas  terhadap  baja dengan  sasaran  meningkatkan  kekerasan alami  baja.  Perlakuan  panas  menuntut  pemanasan  benda  kerja  menuju  suhu  pengerasan  dan pendinginan secara cepat dengan kecepatan pendinginan kritis
2. Tempering
Tempering  didefinisikan  sebagai  proses  pemanasan  logam  setelah  dikeraskan  ( quenching) pada temperatur  tempering  (di  bawah  suhu  kritis)  sehingga  diperoleh  ductility  tertentu,  yang  dilanjutkan dengan proses pendinginan (Koswara, 1999). Prosesnya adalah memanaskan kembali berkisar antara suhu 150 o C – 650 o C dan didinginkan secara perlahan-lahan tergantung sifat akhir baja tersebut.

## 2.5 Media Pendingin
Media  pendingin  yang  digunakan  untuk  mendinginkan  baja  bermacam-macam.  Berbagai bahan pendingin yang digunakan dalam proses perlakuan panasantara lain :
1. Air
Perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai penyimpan panas yang  sangat  baik.  Sifat  ini  memungkinkan  air  tidak  menjadi  panas  atau  dingin  dalam  seketika.  Air memerlukan  panas  yang  tinggi  dalam  proses  penguapan.  Penguapan  (evaporasi)  adalah  proses perubahan  air  menjadi  uap  air.  Proses ini  memerlukan  energi  panas  dalam  jumlah  yang  besar.  Oleh karena  itu  dalam  penelitian  ini  digunakan  air  es  dalam  proses  pendinginan  setelah  proses Heat Treatment karena  dapat  mendinginkan    logam  yang  telah  dipanaskan  secara  cepat.  Suhu  air  es berkisar antara 0°C-5°C, densitas (berat jenis) air maksimum sebesar 1 g/cm 3 terjadi pada suhu 3,95 o C.  Pada  suhu  lebih  besar  maupun  lebih  kecil  dari  3,95 o C,  densitas  air  lebih  kecil  dari  satu  (Moss, 1993; Tebbut, 1992)

## 2. Minyak
Penggunaan pelumas atau oli sebagai media pendingin akan menyebabkan timbulnya selaput karbon  pada  spesimen    tergantung  dari  besarnya  viskositas  pelumas.  Atas  dasar  tujuan  untuk memperbaiki  sifat  baja  tersebut,oleh  karena  itu  dalam  penelitian  ini    digunakan  oli  SAE  40  dalam proses pendinginan setelah proses heat treatment .

## 3. Udara
Pendinginan udara dilakukan untuk perlakuan panas yang membutuhkan pendinginan lambat. Untuk  keperluan  tersebut  udara  yang  disirkulasikan  ke  dalam  ruangan  pendingin  dibuat  dengan kecepatan yang rendah. Udara sebagai pendingin akan memberikan kesempatan kepada logam untuk membentuk  kristal  –  kristal  dan  kemungkinan  mengikat  unsur  –  unsur  laindari  udara.  Adapun pendinginan pada udara terbuka akan memberikan oksidasi oksigen terhadap proses pendinginan.

## 2.6 Pengujian Kekerasan
Kekerasan  logam  didefinisikan  sebagai  ketahanan  terhadap  penetrasi,  dan  memberikan indikasi cepat mengenai perilaku deformasi. Alat uji kekerasan menekankan bola kecil, piramida atau kerucut  ke  permukaan  logam  dengan  beban  tertentu,  dan  bilangan  kekerasan  (Brinell  atau  piramida Vickers) diperoleh dari diameter jejak.

## 2.7 Pengujian Tarik
Banyak  hal  yang  dapat  kita  pelajari  dari  hasil  uji  tarik.  Bila  kita  terus  menarik  suatu  bahan sampai  putus,  kita  akan  mendapatkan  profil  tarikan  yang  lengkap  berupa  kurva.  Kurva  ini menunjukkan hubungan antara tegangan dengan regangan.
. 2.8  Pengujian Fatigue .
Mekanisme patah lelah rotary bending, yang diakibatkan oleh pembebanan dinamis tersebut merupakan  suatu  proses  pemisahan  dari  dua  bidang  padat  akibat  tegangan.  proses  perpatahan  ini terdiri dari tiga fase yaitu : Inisiasi retakan ( crack initiation ) , perambatan retak ( crack propagation ) , Patah akhir ( fracture failure ). .
2.9   Perhitungan Dimater Butir
Ada beberapa metode yang dapat dilakukan untuk mengukur besar butir dari struktur mikro suatu  material  salah  satunya  adalah  metode Planimetri yang  dikembangkan  oleh  Jeffries.  Dimana metode  ini  cukup  sederhana  untuk  menetukan  jumlah  butir  persatuan  luas  pada  bagian-bidang  yang dapat dihubungkan pada standar ukuran butir ASTM E 112. Metode planimetri ini melibatkan jumlah butir  yang  terdapat  dalam  suatu  area  tertentu  yang  dinotasikan  dengan N A .  Secara  skematis  proses perhitungan menggunakan metode ini seperti pada gambar 2.
Gambar 2. Perhitungan butiran menggunakan metode planimetri
Jumlah  butir  bagian  dalam  lingkaran  ( N inside )  ditambah  setengah  jumlah  butir  yang bersingungan ( N intercepted ) dengan lingkaran dikalikan oleh pengali Jeffries ( f) .
𝑁 𝐴 = 𝑓 (𝑁 𝑖𝑛𝑠𝑖𝑑𝑒 + 𝑁 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑒𝑝𝑡𝑒𝑑 2 ) ………....(1)
Dimana pengali Jeffries yang dipergunakan tergantung pada perbesaran  yang digunakan pada saat melihat struktur mikro dan dapat ditetukan melalui tabel 1.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN

## 3.1. Alat-Alat dan Bahan
Adapun peralatan yang di pergunakan selama penelitian ini adalah:
1. Tungku Pemanas( Furnace Naber )
2. Thermocouple Type-K
3. Pengerol
4. Jangka sorong
5. Penjepit specimen
6. Mesin poles ( polisher )
7. Mikroskop optic
8. Mikroskop VB
9. Alat uji kekerasan Brinell
10. Mesin Sekrap
11. Mesin uji tarik Torsee INSTRON model 100 HDX-GIB
12. Wadah cairan pendinginan air es dan wadah pendinginan oli SAE 40
Bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini sebagai berikut:
1. Baja  stainless  steel  M303  Extra  yang  merupakan  bahan  yang  digunakan  cetakan  plastik  yang akan diaplikasikan pada mata pisau pemanen sawit.
2. Kertas pasir dengan grade 120, 220, 400, 600, 800, 1000, 1200 dan 1500.
3. Larutan etsa HCl 75 %
4. Larutan H 2 O 100%
5. Larutan FeCl 5 gram
6. Kain Panel
7. Larutan alumina

## 3.2 Langkah-langkah Penelitian

## Persiapan Spesimen
Adapun  banyaknya  jumlah  spesimen  dalam  penelitian  ini  berjumlah  29  spesimen,  dengan perincian  17  spesimen  kekerasan,  9  spesimen  uji  tarik,  3  spesimen  uji  fatique  dan  9  spesimen  uji metallografi

## Proses Heat Treatment
Pemanasan  awal  memberikan  pengaruh  pada  sifat  mekanis  bahan.  Setelah  dipanaskan  pada temperatur 1000°C, spesimen didinginkan dengan 2 media pendingin berbeda, yaitu  oli ( Quenching ) dan air es. Dalam penelitian ini digunakan thermocouple digital untuk mendapatkan pembacaan suhu yang  akurat  di  dalam furnace .  Setelah  proses  hardening  selesai,  proses  selanjutnya  yaitu  proses tempering dengan variasi temperatur 300°C, 350°C, 400°C, 450°C 500°C 550°C, dan 600°C, dengan lama penahanan 1 jam.

## 3.2 Langkah-Langkah Proses Pengujian
Pengujian  pertama  dilakukan  pengujian  kekerasan  yang  dilakukan  terhadap  baja  stainless steel M303 extra yang telah mengalami proses heat treatment. Kemudian diambil 3 spesimen dengan nilai  kekerasan tertinggi  untuk  media  pendingin oli  dan  air es selanjutnya  dilakukan  pengujian tarik kemudian diambil 3 spesimen dengan nilai optimum dan selajutnya pengamatan struktur mikro.

## Pengujian Kekerasan
Berikut  ini  adalah  prosedur  percobaan  yang  dilakukan  pada    pengujian  kekerasan  dengan metode Brinell :
1. Spesimen dibersihkan permukaannya dengan mesin polish.
2. Setelah bersih, spesimen diletakkan pada landasan uji dan bola indentor yang digunakan adalah bola dengan diameter 10 mm.
3. Spesimen dinaikkan hingga menyentuh bola indentor, kemudian katup hidrolik dikunci.
4. Tuas  hidrolik  ditekan  berulang-ulang  hingga  skala  pada  panel  menunjukkan  angka  3000  kg kemudian ditahan selama 30 detik.
5. Setelah 30 detik katup hidrolik dibuka untuk mengembalikan beban ke posisi semula (0 kg).
6. Pengambilan data kekerasan diulang sebanyak 5 kali untuk masing-masing spesimen dan diambil data rata-ratanya.
7. Pengamatan  diameter  indentasi  dilakukan  dengan  menggunakan  teropong  Indentor  dan  data diameternya disesuaikan dengan tabel kekerasan.

## Pengujian Tarik
Berikut  ini  adalah  prosedur  percobaan  yang  dilakukan  pada  pengujian  tarik  dengan menggunakan alat uji tarik Torsee Type INSTRON :
1. Spesimen    dibentuk  sesuai  ukuran  menurut  standar ASTM  E-8M,    yaitu  panjang  daerah  uji  60 mm, panjang daerah cekam 60 mm, tebal spesimen 5 mm.
2. Mesin  uji  tarik  dan  komputer    dihidupkan  kemudian  disetting  dikomputer  untuk  memulai  uji tarik.
3. Spesimen dicekam pada chuck atas, kemudian chuck bawah dinaikkan dengan menekan tombol UP hingga mencekam spesimen secara keseluruhan.
4. Katup hidrolik ( load valve ) dibuka kemudian mesin (pompa hidrolik/PUMP) dijalankan sampai spesimen putus.
5. Setelah  spesimen  putus  katup  hidrolik  ( load  valve )  ditutup  dan  katup  pembuka  ( unload valve) dibuka, kemudian chuck bawah diturunkan dengan menekan tombol DOWN.
6. Spesimen  yang  putus  dilepas  dari chuck atas  dan  bawah,  kemudian  diukur  besar  pertambahan panjangnya  dan  besar  nilai  regangan  yang  diperoleh    dari  grafik  hasil  uji  tarik  seperti  yang terlihat pada lampiran uji tarik kemudian dicatat data hasil pengujian.
7. Prosedur yang sama dilakukan pada spesimen uji tarik yang lain.

## Pengujian kelelahan
Berikut ini adalah metode percobaan untuk proses perlakuan panas atau heat treatment yang dilakukan dalam penelitian ini :
1. Benda  uji  yang  sudah  melalui  proses heat  treatment dan tempering diambil  3  spesimen  yang paling  tinggi  dari  uji  kekerasan  yang  kemudian  dibentuk sesuai  ASTM  E  466  di  letakkan  pada chuck poros pada posisi horizontal kemudian  dikunci dengan rapat.
2. Benda uji diberi beban 7 Kg.
3. Motor pada mesin fatigue dihubungkan ke poros melalui pully dan belt.
4. Setelah  semua  sudah  terpasang  dengan  baik  kemudian  mesin  uji Fatigue TECO  3-Phase Induction dengan putaran 1420 rpm dihidupkan melalui tombol kontaktor.
5. Setelah mesin dihidupkan putaran mesin menjadi menurun sebesar 1398 rpm hal ini dikarenakan penambahan beban 7 Kg.
6. Pada setiap perlakuan suhu optimal pada proses mechano heat treatment didapat umur lelah yang berbeda-beda.

## Pengujian Meetallografi.
Berikut ini adalah prosedur percobaan yang dilakukan pada pada pengujian Metallografi :
1. Spesimen dipolish dengan kertas pasir grade 120 dan 240 selama 15 menit, kemudian dilanjutkan dengan grade 400, 600, 800, 1000, dan 1500 selama 15 menit.
2. Setelah dipolish dengan kertas pasir, spesimen dipolish dengan bubuk alumina sampai terbentuk kilatan seperti cermin.
3. Etsa FeCl 3 75 gram, HCl 75 ml dan H 2 O 100 ml dituangkan dalam wadah atau cawan kemudian spesimen dicelupkan kedalam etsa selama 5-30 detik.
4. Spesimen yang telah dietsa dibersihkan dengan cara dicelupkan lagi ke dalam alkohol kemudian dikeringkan di udara bebas atau dikeringkan dengan kipas angin.
5. Pengamatan struktur mikro dilakukan dengan menggunakan alat mikroskop optik rax vision yang disambungkan ke program Rax Vision Plus 4.1 pada komputer.
6. Spesimen  diletakkan  diatas  bidang  uji  atau  meja  mikroskop  kemudian  didekatkan  dengan  optic mikroskop.
7. Digunakan perbesaran 500X dan diambil photo dari masing-masing spesimen.
8. Fokus pada mikroskop diputar untuk mendapatkan pengamatan yang baik pada spesimen.
9. Setelah didapatkan fokus dan pencahayaan yang yang pas, diambil photo dari spesimen dengan mengklik icon Capture frame pada program Rax Vision plus 4.1.
10. Prosedur yang sama juga dilakukan untuk spesimen lainnya.
11. Setelah itu diukur diameter masing-masing spesimen dengan metode planimetri dan dicatat data hasil pengukuran.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Hasil
Berikut  ini  adalah  data  hasil  pengujian  sifat  mekanis  dan  uji  komposisi  raw  material  dapat dilihat pada table
Tabel 1. Sifat Mekanis Bahan Baja Stainless Steel M303 Extra
Sifat Mekanis Tegangan Luluh (MPa)  658,418 Tegangan Tarik (MPa)  749,077 Elongasi (%) 9,96 Kekerasan (HB) 275,4 Tabel 2. Hasil Uji Komposisi Bahan Baja Stainless Steel M303 Extra Parameter Satuan Hasil Fe C Si Mn P S Cr Mo Ni Cu Ti V % % % % % % % % % % % % 70,525 0,480 0,225 0,638 0,025 0,020 24,749 0,154 3,000 0,040 0,055 0,089

## Hasil Uji Kekerasan
Berikut  ini  adalah  grafik  kekerasan  Spesimen  setelah  dilakukan  proses  perlakuan  panas, dimana pada proses hardening didinginkan dengan media pendingin   oli dan  air es ( Quenching ) dan lama waktu penahanan proses Tempering adalah 1 jam

## Gambar 3. Grafik hasil Uji Kekerasan

## Hasil Uji Tarik
Pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis dari material akibat pengaruh perubahan  suhu.  Dalam  penelitian  ini  pengujian  tarik  hanya  dilakukan  pada  nilai  kekerasan  yang optimum dari proses tempering.

## Gambar 4. Grafik Hasil Uji Tarik

## Hasil uji fatique
Dalam penelitian ini pengujian fatigue hanya dilakukan pada hasil yang optimal pada proses uji  tarik.  Adapun  spesimen  yang  akan  di  uji  fatique  setelah  proses  uji  tarik  yaitu raw  material , hardening 1000°C setelah di-queching oli, tempering 350°C 1 Jam setelah quenching air es..
Gambar 5. Grafik Kurva S-N Raw Material
275,4 506,6 457,6 447,4 447,4 438 441 420,8 345,4 499,2 435,4 420,8 409,6 426,6 409,6 383 298,6 0 100 200 300 400 500 600 K ek er as an ( B HN ) Jenis Perlakuan Oli Air Es RM H T300 0 C T350 0 C T400 0 C T450 0 C T500 0 C T550 0 C T600 0 C 1335,313 1056,986 1357,013 1141,785 749,077 1214,235 1261,064 1347,075 1308,822 1155,671 862,776 1072,023 1065,785 658,418 905,018 1063,912 1141,177 1172,406 0,60 4,48 4,20 5,60 9,96 2,20 4,16 5,20 6,48 0 2 4 6 8 10 12 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Re gan gan ( % ) T egan gan [ M P a] ultimate ( Oli ) ultimate ( Air Es ) yield ( Oli ) Yield ( Air Es ) Regangan (Oli) Regangan (Air Es) RM H T300°C T350°C T450°C 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0,E+00 4,E+07 8,E+07 1,E+08 2,E+08 2,E+08 2,E+08 3,E+08 3,E+08 K ek uat an L el ah σ (M P a) Siklus (N)
Gambar 6. Grafik Kurva S-N Hardening 1000°C (Air Es)
Gambar 7. Grafik Kurva S-N Tempering 350°C (Air Es)

## Hasil Pengamatan Mikrostruktur Setelah Heat Treatment
Pengujian  metallografi  dilakukan  terhadap  benda  uji  pada  seluruh  kondisi.Dalam  penelitian ini spesimen dicelupkan ke dalam larutan  HCl 75 ml, FeCl 5gram dan 100 ml H 2 O kemudian  ditahan selama 5-30 detik.
Gambar 8. Foto Mikro Raw Material Perbesaran 500X (Sebelum Pemanasan) Berikut ini adalah foto mikro dari spesimen yang telah dilakukan perlakuan panas.
(a) (b) (c) (d) (e) (f)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0,E+00 2,E+06 4,E+06 6,E+06 8,E+06 1,E+07 1,E+07 1,E+07 2,E+07 K ek u at an L el ah σ (M P a) Siklus (N) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 0,E+00 6,E+06 1,E+07 2,E+07 2,E+07 3,E+07 4,E+07 4,E+07 5,E+07 K ek u at an L el ah σ (M P a) Siklus (N) Pearlit Ferrit
(g) (h) Gambar 9. Foto Mikro Pembesaran 500X (a)  Hardening Setelah Quenching oli, (b) Hardening Setelah Quenching air es, (c) Setelah Tempering 300°C selama 1 jam hasil Quenching oli , (d) Setelah Tempering 300°C selama 1 jam hasil Quenching air es, (e) Setelah Tempering 350°C selama 1 jam hasil Quenching oli, (f) Setelah Tempering 350°C selama 1 jam hasil Quenching air es, (g) Setelah Tempering 450°C selama 1 jam hasil Quenching oli, (f) Setelah Tempering 450°C selama 1 jam hasil Quenching air es. 4.2. Pembahasan
Pada sub-bab ini akan membahas hubungan antara kekerasan, kekuatan tarik, serta diameter butir  setelah  dilakukan  proses heat  treatment .Kemudian  ditarik  garis  regresi  linier  yang menghubungkan hubungan dari kekerasan terhadap diameter butir, kekerasan terhadap kekuatan tarik, dan kekuatan tarik terhadap diameter butir yang disesuaikan dengan Hall and Petch Method.
Pada proses hardening dan tempering dengan media pendinginan oli bahwa semakin tinggi kekerasan maka  kekuatan  tarik  menjadi  meningkat.  Sedangkan  pada  proses hardening dan tempering dengan media pendinginan air es semakin tinggi kekerasan maka kekuatan tarik menjadi meningkat.
Pada proses hardening dan tempering dengan media pendinginan oli dan air es bahwa semakin besar diameter butiran maka kekerasan semakin menurun.
506,6; 1335,313 457,6; 1056,966 447,4; 1357,013
438; 1141,785
499,2; 1214,235 435,4; 1261,064 420,8; 1347,075 426,6; 1308,822 506,6; 1155,671 457,6; 862,776 447,4; 1065,785 438; 723,829 499,2; 905,018 435,4; 1063,912 420,8; 1141,117 426,6; 1172,406 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 400 450 500 550 T egan gan ( M p a) Kekerasan (BHN) Ultimate (Oli) Ultimate (Air Es) Yield (Oli) Yield (Air Es) 506,6: 2,86 457,6: 3,19 447,4; 3,4 438; 3,63 499,2,2,47 435,4;2,70 420,8; 2,96 426,6; 3,32 200 300 400 500 600 2 2,5 3 3,5 4 K ek er as an ( B HN) Diameter Butir (μm) Oli Air es 2,86; 1335,313 3,19; 1056,966 3,4; 1357,013 3,63; 1141,785 2,47; 1214,235 2,7; 1261,064 2,96; 1347,075 3,32; 1308,822 2,86; 1155,671 3,19; 862,776 3,4; 1065,785 3,63; 723,829 2,47; 905,018 2,7; 1063,912 2,96; 1141,117 3,32; 1172,406 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 2 2,5 3 3,5 4 T egan gan ( M p a) Diameter Butir (μm) Utimate (Oli) Ultimate (Air Es) Yield (Oli) Yield ( Air Es)
Pada proses hardening dan tempering dengan media pendinginan oli bahwa semakin tinggi diameter butiran  maka  kekuatan  tarik  menjadi  menurun.  Sedangkan  pada  proses hardening dan tempering dengan  media  pendinginan  air  es  semakin  tinggi  diameter  butiran  maka  kekuatan  tarik  menjadi meningkat.

## KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah 1. Sifat  mekanis  bahan  baja stainless  steel M303 extra dengan  perlakuan heat  treatment yang didapatkan dari hasil pengujian:
• Hasil  uji  kekerasan  raw  material  adalah  275,4  setelah  proses  hardening  1000°C  ditahan selama 1 jam quenching oli kekerasan maksimum yang didapat  adalah 506,6 BHN setelah proses hardening  1000°C di tahan selama 1 jam  dan quenching oli. Pada proses tempering rata  -  rata kekerasan  secara  bertahap  menurun  dengan  bertambahnya  suhu tempering. Sedangkan    proses hardening 1000°C  ditahan  selama  1  jam quenching air  es  kekerasan maksimum  yang  didapat    adalah  499,2  BHN  setelah  proses hardening 1000°C  di  tahan selama 1 jam dan quenching air es. Pada proses tempering kekerasan yang didapat rata - rata secara bertahap menurun. Namun pada suhu tempering 450°C, kekerasan naik yang didapat 426,6  BHN.  Hal  ini  disebabkan  laju  difusi  lambat  hanya  sebagian  kecil  karbon  yang dibebaskan,hasilnya sebagian struktur tetap keras tetapi mulai kehilangan kerapuhannya.
• Hasil  pengujian  tarik  maksimum  untuk  nilai  tegangan  luluh  ( yield  strength) sebesar 1214,235  Mpa  dan  tegangan  batas (ultimate  strength) sebesar  1335,313 MPa    pada  proses hardening  ditahan  selama  1  jam quenching oli.  Sedangkan  pada  air  es  kekuatan  tarik maksimum untuk nilai tegangan luluh ( yield strength) sebesar 1141,117 Mpa dan tegangan batas (ultimate strength) sebesar 1347,075 MPa pada proses suhu tempering 350°C.
• Hasil  pengujian  Fatique  diperoleh  kekuatan  lelah  maksimum  pada  siklus  313.883.600  N selama 307.608 detik dengan beban 7 kg pada raw material.
• Meningkatnya  suhu tempering memilikikecenderungan  menurunkan  nilai  kekerasan  dan kekuatan tarik material, sedangkan keuletan dan ketangguhan meningkat.
2. Hubungan  antara  ukuran  butiran  dengan  kekerasan  dan  kekuatan  tarik  dimana  semakin  kecil ukuran  butiran  maka  kekerasan  dan  kekuatan  tarik  material  makin  meningkat  untuk quenching oli,  sedangkan  hubungan  antara  ukuran  butiran  dengan  kekerasan  dan  kekuatan  tarik  dengan quenching air es dimana semakin kecil ukuran butiran maka kekerasan meningkat dan kekuatan tarik menurun, hal ini disebabkan karena baja yang telah dipanaskan sampai suhu austenite dan didinginkan  dengan  air  es  atau  pendinginan  cepat,  baja  tersebut  belum  layak  digunakan  karena bersifat sangat rapuh (brittles) dan getas.
3. Hasil  pengamatan  dari  sifat  mekanis  bahan stainless  steel M303 extra dengan  perlakuan heat treatment memiliki  kekerasan,  kekuatan  tarik    yang  lebih  unggul  dari  pada  baja  yang  sering digunakan  oleh  pandai  besi  untuk  pembuatan  mata  pisau  pemanen  sawit  berupa  baja  pegas belakang mobil (pegas daun).
4. Pengaruh  dari  perlakuan heat  treatment yang  telah  dilakukan,  setelah  diambil  nilai  optimalnya maka  hasil  yang  diperoleh  setelah  di hardening jauh  lebih  tinggi  dari material ,  nilai  kekerasan raw material 275,4 BHN menjadi 506,6 dengan quenching oli, kekuatan batas ( ultimate strength ) raw  material  749,077  MPa  setelah  di  hardening  menjadi  1335,313  MPa quenching oli  dan 1214,235  MPa quenching air  es,  dan  pengamatan  struktur  mikro  memperlihatkan  menurunnya diameter butir dari raw material 3,83 μm setelah hardening  menjadi 2,86 μm quenching oli dan 2,47 quenching air es

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. Wibowo,  Tri  Bambang.  2006.  Tugas  Akhir  : Pengaruh  Temper  dengan  QuechingMedia Pendinginan  Oli  Mesran  Sae  40  Terhadap  Sifat  Fisis  dan  Mekanis  Baja  ST  60, UNNES, Semarang
[2]. Murtiono,  Arief.  2012.  Tugas  Akhir  : Pengaruh  Quenching  dan  Tempering  Terhadap Kekerasan dan Kekuatan Tarik Serta Struktur Mikro Karbon Sedang untukMatapisau pemanen sawit, USU, Medan
[3]. http://www.bhinnekabajanas.com , diakses 20 september 2013
[4]. Yudiono,  Heri.  2012.  Tugas  Akhir  : Pengaruh  Temperatur  Pemanasan  Terhadap  Kekuatan Tarik Material Baja Karbon C1045 Akibat Tempering , UNNES,Semarang
[5].   D. A. Fadare , T. G. Fadara and O. Y. Akanbi. 2011. Tugas Akhir : Effect Of Heat Treatment On Mechanical Properties And Microstructure Of NST 37-2 Steel, University Of Ibadan, Nigeria.
[6].   Djafri,  Sriati.  1987.  Terjemahan  dari  Mechanical Metallurgy ,  Jakarta,  Erlangga  : Metallurgy Mekanik
[7].    LI Hong-ying, HU Ji-dong, LI Jun, CHEN Guang, SUN Xiong-jie. 2013. Tugas Akhir : Effect Of Tempering Temperature On Microstructure And Mechanical Properties Of AISI 6150 steel, Central  South  University  Press  and SpringerVerlag Berlin Heidelberg, China
[8].   Koswara, Engkos. 1999. Pengujian Bahan Logam.Bandung : Humaniora Utama Press
[9].   Schonmetz,  Alois  dan  Karl  Gruber.1985. Pengetahuan  Bahan  dalam  Pengerjaan  Logam. Bandung : Angkasa
[10].   ASTM E 10-01 . 2004. Standard Test
Method for Brinell Hardness of Metallic Materials. ASTM International. [11].   ASTM E 112-96 rev. 2005. Standart Test
Methods for Determining Average Grain Size. ASTM International [12].  ASM Handbook.2005. Volume 1, Properties and Selection: Irons Steels and High Performance Alloys. ASM International