Volume 17 Nomor 2 September 2018

## PENGARUH KECEPATAN GERAK TORCH PEMANAS PADA PROSES AUTOMATIC  FLAME  HARDENING  TERHADAP  NILAI  KEKERASAN  DAN KEKUATAN TARIK BAJA KARBON MEDIUM
Andi Purwanto 1 , Teguh Triyono 1 , Sukmaji Indro Cahyono 1
1 Teknik Mesin – Universitas Sebelas Maret e-m ail addresses : andi.purwanto486@gmail.com (Andi Purwanto) , teguh.triyono@yahoo.com (Teguh Triyono), sukmaji@ft.uns.ac.id (Sukmaji Indro Cahyono)
Keywords :
Automatic  flame  hardening, heat treatment, carbon steel, micro vickers.

## PENDAHULUAN

## Abstract :
Steel  material  was  widely  used  and  obtained  in  the  industry  and automotive application. The hardness of the surface area and the ductile of the core  were  produced  by  using  heat  treatment,  in  this  case,  automatic  flame hardening method was used. The heat treatment process was done in order to increase  the  surface  temperature  by  using  a  carburizing  flame  and  then  the cooling process by using water cooling medium continously followed. The aim of  this  research  was  to  identify  the  effect  the  heating  torch  velocity  on  the surface hardness and the tensile strength of the medium carbon steel using the automatic flame hardening process. Some variations were used in this research were heating torch velocities at 10 mm/min, 20 mm/min, 30 mm/min, and 40 mm/min. The results shows that the heating torch velocity at speed 10 mm/min was the most optimal parameter. The maximum hardness of the surface area is reached 398.9 VHN, while the highest tensile strength was 647.3 MPa and the perlit-ferrit phase was also formed. By these results, the hard properties on the surface area and the ductile properties in the middle area of the specimen could be obtained.
Annealing, tempa dan manual flame hardening Baja merupakan material yang banyak digunakan  dalam  bidang  industri,  karena  mudah didapat  di  pasaran.  Baja  mempunyai  jenis  dan  sifat yang  berbeda-beda,  penggunaannya  harus  sesuai dengan  kebutuhan  yang  akan  digunakan.  Baja mempunyai  mampu  bentuk  yang  cukup  baik, sehingga  dapat  diaplikasikan  pada  berbagai  bidang teknik.  Sebagian  komponen  mesin  mempunyai permasalahan  bukan  hanya  tentang  sifat  keuletan, tetapi  juga  dalam  sifat  kelelahan  yang  disebabkan oleh  keausan  permukaan  yang  disebabkan  oleh gesekan  secara  terus  menerus.  Dari  permasalahan tersebut dibutuhkan suatu perlakuan agar mendapatkan  material  yang  lebih  keras  dari  pada material yang telah digunakan sebelumnya.
Metode yang digunakan untuk  mengatasi pemasalahan   di   atas   dapat   berupa pengerasan permukaan, salah satunya yaitu  metode flame hardening . [1] menjelaskan  bahwa metode flame hardening merupakan metode pengerasan permukaan yang dilakukan dengan  memanaskan  permukaan suatu material secara cepat hingga  mencapai temperatur puncak hingga terjadi fasa austenit,
kemudian di quenching untuk  mengubah  struktur austenit menjadi martensit yang memiliki sifat keras.
Dari hasil penelitian yang dilakukan  [7] proses flame hardening meningkatkan kekerasan baja 12Cr (nilai kekerasan awal 250 HV) hingga 420-550 HV. Proses manual flame hardening berpengaruh  pada baja tempa, seperti yang dilakukan oleh [8]pengujian kekerasan spesimen dengan kombinasi  perlakuan
(ANTF)  diperoleh  nilai  kekerasan  tertinggi  yaitu 865,8  HVN  dan  pada  pengamatan  struktur  mikro spesimen  dengan  kombinasi  perlakuan  yang  sama (ANTF) terbentuk struktur martensit dan ferrit. Hasil penelitian  yang  dilakukan  oleh  Danang  (2009) menunjukkan  bahwa  pengerasan  permukaan  dapat terbentuk  dengan  baik  pada  spesimen  dengan kecepatan torch 28  mm/menit  dan  menggunakan nyala  api  karburasi.  Nilai  kekerasan  permukaan mencapai  879,10  HV  dan  bagian  bawah  spesimen kekerasannya 232,80 HV, kedalaman pengerasannya mencapai  1,4  mm  dari  permukaan.  Sifat  yang dihasilkan  pada  spesimen  adalah  bersifat  keras  di permukaaan,  tetapi  pada  bagian  tengah  dan  bawah spesimen tetap lunak. Hasil penelitian yang dilakukan oleh [2] menunjukkan bahwa spesimen dengan variasi jarak torch pemanas dengan nozzle pendingin 60 mm, serta  variasi  laju  aliran  air  pendingin  2400  cc/menit memiliki  kekerasan  permukaan  yang  tinggi  dan kedalaman  pengerasannya  lebih  dalam.  Nilai kekerasan  yang  optimal  diperoleh  dari  spesimen dengan  variasi  jarak  dan  laju  aliran  air  pendingin 60/2400,  kekerasan  permukaannya  962,17  HV  dan kedalaman  pengerasannya  4,7  mm.  [7]  menjelaskan bahwa pengerasan permukaan adalah proses perlakuan  panas  permukaan  dengan  menggunakan nyala api yang berasal dari campuran gas oksigen dan asetilen.  Dengan  pemanasan  pada  suhu  yang tinggi/rekristalisasi dan diberikan pendinginan secara cepat,  menyebabkan  kenaikan  kekerasan  pada permukaan. Hal ini dipengaruhi oleh suhu permukaan,
Volume 17 Nomor 2 September 2018
jarak  spesimen  dengan torch pemanas,  dan  waktu pendinginan.  Parameter  yang  paling  optimal  yaitu pada  suhu  850ºc,  jarak  spesimen  dengan torch pemanas  30  mm,  dan  waktu  pendinginan  25  detik. Dengan  parameter  optimal  tersebut  menghasilkan kekerasan maksimum 801 HV. [5] meneliti tentang
Fabrikasi
Proses flame hardening dilakukan secara pengaruh  pengerasan  induksi  secara  berkelanjutan dengan membandingkan material baja AISI 1045 dan 5140.  Parameter  yang  digunakan  yaitu  dengan frekuensi 30 Hz, daya 50 kW, serta variasi kecepatan induktor  sebesar  10  mm/s  dan  20  mm/s.  Baja dipanaskan  hingga  suhu  850ºc  selama  30  menit, kemudian  didinginkan  di  udara.  Hasil  penelitian menunjukkan bahwa fasa martensit hanya ditemukan pada  baja  AISI  5140,  sedangkan  baja  AISI  1045 ditemukan  fasa  martensit  dan  perlit.  Dengan pengerasan  induksi  secara  berkelanjutan  cocok menggunakan  kecepatan  rendah,  karena  dapat memperbaiki mekanikal properti dari kedua material. Penelitian yang dilakukan oleh Retno (2016) tentang pengaruh kecepatan gerak torch pemanas pada proses flame  hardening menunjukkan  hasil  kekerasan sebesar 449 VHN pada kecepatan 10 mm/menit. Laju keausan  terendah  sebesar  5,05  x  10-6  mm3/s  dan kekuatan impak tertinggi sebesar 0,787 J/mm2.
Pengerasan  nyala  atau flame  hardening adalah pemanasan  yang  disusul  dengan  pendinginan  pada permukaan. Pemanasan dilakukan dengan nyala oksi- asetilen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai  mencapai  suhu  kritis.  Pada  alat flame hardening terdapat torch pemanas  dan nozzle pendingin,  sehingga  bila  tercapai  suhu  yang diinginkan maka langsung disemprot dengan air dari nozzle pendingin. Tebal lapisan yang keras tergantung pada waktu pemanasan dan suhu nyala. Proses flame hardening menghasilkan  permukaan  yang  keras dengan  inti  yang  ulet  [1].  Proses flame  hardening dilakukan  secara  otomatis  menggunakan  alat  yang sudah  disiapkan.  Nyala  api flame  hardening dihasilkan  dari  campuran  antara  gas  oksigen  dan asetilen  yang  diatur  pada torch pemanas,  kemudian spesimen  dipanaskan  dengan  nyala  api  dari torch pemanas  yang  bergerak  horizontal  dengan  variasi kecepatan,  sedangkan  jarak torch pemanas  dengan spesimen  dan  jarak torch dengan nozzle pendingin sudah  ditentukan.  Keuntungan  dari  proses flame hardening yaitu  biaya  produksi  yang  relatif  murah, selective hardening , prosesnya sederhana dan mudah, serta tidak membutuhkan persyaratan kerja yang ketat [8]. Penelitian ini dilakukan untuk mencari parameter yang  optimal  dari  proses flame  hardening pada material  baja  karbon  medium  untuk  mendapatkan hasil yang terbaik.

## METODOLOGI PENELITIAN

## Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu material  baja  karbon  medium  dengan  kadar  karbon sebesar 0,505%.
Tabel 1. Komposisi unsur-unsur kimia raw material .
otomatis menggunakan alat automatic flame hardening seperti  yang  ditunjukkan  pada  gambar  1. Permukaan  spesimen  dipanaskan  menggunakan  las gas  oksi-asetilen  dengan  nyala  api  karburasi, kemudian  didinginkan  menggunakan  media  air dengan  debit  aliran  1200cc/menit  yang  bergerak secara  otomatis  menggunakan  motor  lisrik.  Jarak torch pemanas dengan spesimen sebesar 30 mm, jarak torch pemanas  dengan nozzle pendingin  60  mm. Variasi  kecepatan  yang  digunakan  10,  20,  30,  40 mm/menit yang diatur menggunakan alat inverter .
Gambar 1. Skema automatic flame hardening [2]

## Pengujian
Dalam  tahap  pengujian  ini  dilakukan  uji  tarik, uji keras mikro Vickers, dan pengujian struktur mikro pada  spesimen  yang  telah  dilakukan  proses flame hardening .  Pengujian  tarik  dilakukan  menggunakan alat UTM untuk mengetahui kekuatan tarik, elongasi, dan  ketangguhan  material.  Spesimen  dibuat  sesuai dimensi ukuran dan bentuk sesuai standar [3], seperti ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Spesimen uji tarik Uji keras Vickers mempunyai   dimensi  ukuran
dan  bentuk  spesimen  uji  berbentuk  balok  dengan ukuran panjang 20 mm, lebar 12 mm, tinggi 12  mm. Uji  keras  Vickers  menggunukan  metode  mikro Vickers,  berat  pembebanan  sebesar  200  gf  dengan indentor berupa piramida intan dan lama pembebanan ±10  detik.  Titik  pembebanan  indentor  ditunjukkan pada Gambar 3.
Fe C Si Mn P S Mo Al 98.4 0.505 0.294 0.569 0.017 0.008 0.026 0.007
Gambar 3. Titik pembebanan indentor (a) Tampak  samping  kiri,  (b)  Tampak  atas Pengujian   struktur   mikro   dilakukan  dengan persiapan  spesimen  terlebih  dahulu.  Permukaan spesimen  yang  akan  diamati  diamplas  sampai  halus dan  diberi  autosol  sampai  mengkilap.  Setelah permukaan  benar-benar  bersih,  spesimen  dietsa menggunakan keller reagen nital 2 % yang bertujuan untuk  mengkorosi/pengikisan  batas  butir  secara selektif  supaya  struktur  yang  diamati  terlihat  jelas. Kemudian  spesimen  diletakkan  dibawah  lensa obyektif  mikroskop,  pengamatan  dilakukan dengan
waktu
Gambar 5. Grafik temperatur terhadap
lensa obyektif perbesaran 20x. Fokuskan jarak antara lensa  obyektif  dengan  permukaan  spesimen,  lalu membuat  sketsa  hasil  pengamatan  dari  setiap spesimen.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh  Kecepatan  Torch  Terhadap  Struktur

## Mikro
Pengujian  struktur  mikro  dilakukan  untuk mengetahui fasa yang terjadi pada spesimen uji akibat dari  perlakuan flame  hardening .  Pada  Gambar  4 terlihat  struktur  mikro  pada  spesimen raw  material . Fasa  yang  terjadi  pada  spesimen  raw  material  yaitu fasa perlit dan fasa ferrit.
Gambar 4. Struktur mikro raw material
Struktur mikro dari semua variasi pengujian pada  permukaan  dapat  dilihat  pada  Gambar.  6. Sedangkan grafik temperatur-waktu yang terjadi pada saat  proses flame  hardening ditunjukkan  pada Gambar 5.
(a)
(b) (c) (d)
Gambar 6. Stuktur mikro variasi kecepatan (a) 10 mm/mnt, (b) 20 mm/mnt, (c) 30 mm/mnt, (d) 40 mm/mnt
Kecepatan torch dan temperatur sangat berpegaruh  pada  kedalaman  pengerasan,  hal  ini diperlihatkan  pada  fasa  yang  terjadi.  Pada  variasi kecepatan  10  mm/mnt,  temperatur  permukaan  pada awal pemanasan 853 °C, fasa yang terjadi yaitu fasa austenit dan akan bertransformasi menjadi fasa perlit setelah  diberi  pendinginan  air.  Fasa  perlit  muncul pada  permukaan  spesimen,  hal  ini  juga  terjadi  pada kedalaman 0,2 mm dan 1 mm. Kedalaman 5 mm dan 10  mm  fasa  yang  terjadi  yaitu  fasa  perlit  dan  fasa ferrit,  karena  temperatur  pada  bagian  ini  dibawah temperatur  kritis  (727  °C)  sekitar  302  °C  dengan waktu pendinginan 6 detik, sehingga tidak terbentuk fasa  martensit.  Munculnya  fasa  perlit  dan  ferrit disebabkan  karena  pendinginan  dilakukan  secara kontinyu dari fasa austenit. Pernyataan tersebut sesuai dengan dasar teori, bahwa pendinginan yang kontinyu dari  baja  karbon  terdapat  pendinginan  kritis  yang menghasilkan  fasa  martensit,  sedangkan  pada pendinginan  yang  lebih  lambat  menghasilkan  fasa perlit dan ferrit (Callister, 1994). Variasi kecepatan 20 mm/mnt temperatur permukaan pada awal pemanasan mencapai 847 °C, sehingga setelah diberi pendinginan air  permukaan  spesimen  terbentuk  fasa  perlit. Kedalaman 0,2 mm, 1 mm, 5 mm, dan 10 mm terlihat fasa  perlit  serta  fasa  ferrit,  hal  ini  disebabkan  suhu
10 mm/mnt 450 20 mm/mnt 400 30 mm/mnt 350 40 mm/mnt VHN) 300 Raw Material ( an 250 as r 200 e k e K 150 100
50 0 0 0,5 1 1,5 2 3 4 6 8
Jarak Kedalaman (mm)
yang  terjadi  364  °C  dengan  waktu  pendinginan  3 detik, sehingga tidak terbentuk fasa martensit.
Variasi  kecepatan  30  mm/mnt  temperatur permukaan  pada  awal  pemanasan  mencapai  850  °C, sehingga  setelah  diberi  pendinginan  air  permukaan spesimen  terbentuk  fasa  perlit.  Temperatur  pada bagian bawah spesimen 371 °C di bawah temperatur kritis  dengan  waktu  pendinginan  2  detik,  sehingga fasa  martensit  tidak  terbentuk.  Pada  kedalaman  0,2 mm, 1 mm terdapat fasa perlit dan fasa ferrit, hal ini juga terjadi pada kedalaman 5 mm, dan 10 mm. Pada variasi kecepatan 40 mm/mnt fasa yang terjadi pada semua kedalaman hampir sama, yaitu fasa perlit dan ferrit.  Temperatur  permukaannya  di  atas  temperatur kritis,  yaitu  850  °C,  sedangkan  pada  bagian  bawah temperaturnya 331 °C dengan waktu pendinginan 1,5 detik.  Fasa  martensit  yang  tidak  tercapai  pada  baja karbon  yang  telah  diberikan  perlakuan  panas flame hardening disebabkan  tidak  tercapainya  temperatur austenisasi  dan  terjadinya  pendinginan  yang  lebih lambat dari pendinginan kritis, sehingga struktur yang terbentuk hanya mencapai fasa perlit. Dari Gambar 5 menunjukkan  bahwa  temperatur  pendinginan  belum melawati  garis  M(start),  jadi  fasa  austenit  belum berubah menjadi martensit (Callister, 1994).

## Pengaruh Kecepatan  Torch  Terhadap Kekerasan Permukaan
Pengujian kekerasan dilakukan dengan menggunakan  alat  uji  keras  mikro  vickers.  Nilai kekerasan rata-rata pada kedalaman 0 mm, 1 mm, 1,5 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 6 mm, 8 mm dapat dilihat pada  Gambar  7.  Titik  0  merupakan  bagian permukaan,  sehingga  nilai  kekerasannya  paling tinggi. Semakin dalam titik pengujian pada spesimen, maka  nilai  kekerasan  semakin  turun.  Hal  ini disebabkan  panas  yang  dihasilkan  dari  proses flame hardening tidak  merata  sampai  ke  bawah  spesimen, dikarenakan  adanya  pendinginan  yang  mengiringi torch pemanas  saat  proses flame  hardening berlangsung [1].
Variasi kecepatan torch 10 mm/menit mempunyai nilai kekerasan maksimum sebesar 398,9 VHN  dan  kekerasan  minimun  215,5  VHN.  Variasi kecepatan torch 20  mm/menit  mempunyai  nilai kekerasan  maksimum  sebesar  356,2  VHN  dan kekerasan  minimun  207,3  VHN.  Variasi  kecepatan torch 30  mm/menit  mempunyai  nilai  kekerasan maksimum  sebesar  271,6  VHN  dan  kekerasan minimun  185,3  VHN.  Variasi  kecepatan torch 40 mm/menit  mempunyai  nilai  kekerasan  maksimum sebesar  249,2  VHN  dan  kekerasan  minimun  203,9 VHN. Raw material spesimen mempunyai kekerasan rata-rata 172, 9 VHN. Dari data diatas nilai kekerasan hasil  pengujian  tidak  mencapai  batas  kedalaman kekerasan. Menurut standar ISO No. 2693-1973: tebal lapisan  didefinisikan  sebagai  jarak  dari  permukaan benda kerja ke suatu bidang yang memiliki kekerasan sebesar 550 VHN (Suratman, 1994).
Gambar 7. Grafik pengaruh kecepatan torch terhadap kedalaman pengerasan
Kecepatan torch pemanas  sangat  berpengaruh terhadap nilai kekerasan spesimen, seperti ditunjukkan  pada  Gambar  10  yang  menggambarkan grafik pengaruh kecepatan torch terhadap kedalaman pengerasan.  Grafik  yang  terdapat  pada  Gambar  10 nilai kekerasannya mengalami penurunan dari bagian permukaan  ke  bagian  dalam  spesimen.  Hal  ini  juga terjadi pada penelitian yang dilakukan [2], grafik nilai kekerasan  terhadap  jarak torch pemanas  dengan nozzle pendingin  juga  menglami  penurunan  dari permukaan  ke  bagian  dalam  spesimen.  Pada  titik  0 semua  variasi  kecepatan  memiliki  nilai  kekerasan paling  tinggi,  karena  bagian  ini  yang  terkena  panas dari torch secara  langsung  yang  diikuti  dengan pendingan  secara  kontinyu  hingga  terbentuk  fasa perlit pada permukaan spesimen.
Variasi  kecepatan  10  mm/mnt  merupakan variasi  dengan  nilai  kekerasan  paling  tinggi,  diikuti dengan variasi kecepatan 20 mm/mnt, 30 mm/mnt, 40 mm/mnt. Titik pengujian kedalaman 0,5 mm sampai kedalaman  8  mm  semua  nilai  kekerasan  mengalami penurunan,  namun  pada  kedalaman  4  mm  variasi kecepatan 10 mm/mnt nilai kekerasannya naik, tetapi pada  kedalaman  6  mm  nilai  kekerasannya  menurun sampai kedalaman 8 mm. Hasil tersebut dipengaruhi oleh temperatur dan laju pendinginan pada spesimen, karena  variasi  kecepatan  yang  berbeda  maka  hasil kekerasannya  juga  berbeda  pada  tiap  variasi.  Selain itu  perbedaan  nilai  kekerasan  juga  dipengaruhi  oleh suhu/distribusi  panas  yang  tidak  stabil,  faktor  cuaca lingkungan  sekitar,  dan  sistem  alat  yang  kurang optimal.  Penelitian  yang  dilakukan  oleh  Danang (2009)  menunjukkan  bahwa  dengan kecepatan torch pemanas  yang  lambat  menghasilkan  kekerasan permukaan paling tinggi dan menghasilkan sifat yang keras  di  permukaan  tetapi  ulet  di  bagian  tengah spesimen.  Kekerasan  permukaan  dan  kedalaman pengerasan  dipengaruhi  oleh  waktu  pemanasan  dan suhu nyala api, semakin lama waktu pemanasan maka semakin keras [1]
Pengaruh Kecepatan Torch Terhadap Kekuatan Tar ik
0 0,5 1 1,5 2 3 4 6 8
Jarak Kedalaman (mm)
10 mm/mnt
20 mm/mnt 30 mm/mnt 40 mm/mnt Raw Material 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Keker as an ( VHN)
660
a P 650 M σ)  640
( ik 630 ar T 620 an 610 at u 600 k e K 590 580 Raw Material 10 20 30 40 Variasi Kecepatan Torch (mm/mnt)
35
30 25
) ( 20 Ԑ i gas 15 on E  10 l 5 0
10 20 30 40 Raw Material
Variasi Kecepatan (mm/mnt)
180
160 140 a)
P    120 M (    100 s s n 80 e gh ou 60 T 40 20 0 10 20 30
40 Raw Material Variasi Kecepatan (mm/mnt)
Pengujian tarik dilakukan menggunakan alat uji tarik  UTM  (Universal  Testing  Machine)  sehingga diperoleh grafik tegangan-regangan yang memberikan  informasi  data  berupa  kekuatan  tarik, perpanjangan,  ketangguhan,  dan  keuletan  dari spesimen  yang  diuji  tarik.  Kekuatan  tarik  (σ)  dan elongasi (Ԑ) diperoleh dari perhitungan dengan rumus sebagai berikut:
Kekuatan  tarik  :  σ  =  P/A  (N/mm2)  (4.1) Elongasi      : Ԑ = ∆L/L 0 (%) (4.2) Keterangan: σ = Kekuatan tarik (N/mm2) P  = Beban  (kN) A = Luas penampang (mm 2 ) Ԑ = Elongasi (%)
L = Panjang setelah mulur (mm) L 0 = Panjang awal (mm) Nilai kekuatan tarik, elongasi, dan ketangguhan spesimen  dari  hasil  pengujian  tarik  menggunakan mesin UTM ditunjukkan pada Gambar 8, Gambar 9, dan Gambar 10 dibawah ini:
Gambar 8. Grafik pengaruh kecepatan torch terhadap kekuatan tarik (σ)
Grafik  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  8 menjelaskan  pengaruh  kecepatan torch terhadap kekuatan  tarik.  Variasi  kecepatan torch 10  mm/mnt merupakan variasi dengan nilai kekuatan tarik paling tinggi,  yaitu  sebesar  647,3  MPa.  Semakin  cepat variasi  kecepatan torch ,  nilai  kekuatan  tariknya semakin  turun.  Variasi  kecepatan torch 20  mm/mnt mempunyai kekuatan tarik sebesar 637,1 MPa. Pada variasi kecepatan torch 30 mm/mnt kekuatan tariknya meningkat  dari  variasi  20  mm/mnt,  yaitu  sebesar 639,5  MPa.  Kemudian  kekuatan  tarik  turun kembali sebesar  619,5  MPa  pada  variasi  kecepatan torch 40 mm/mnt. Kekuatan tarik untuk raw material sebesar
Gambar 9. Grafik pengaruh kecepatan torch terhadap elongasi (ԑ)
Grafik  pada  Gambar  9  diatas  menunjukkan bahwa  elongasinya  mengalami  peningkatan  dari variasi  kecepatan torch 10  mm/mnt  sampai  40 mm/mnt.  Nilai  elongasi  rata-rata  pada  variasi kecepatan  10  mm/mnt  sebesar  23,3  %,  sedangkan pada variasi kecepatan 20 mm/mnt, 30 mm/mnt, dan 40 mm/mnt mempunyai nilai elongasi rata-rata yang sama, yaitu sebesar 25,3 %. Raw material mempunyai nilai  elongasi  paling  tinggi,  yaitu  sebesar  28  %. Meningkatnya  nilai  elongasi  disebabkan  karena semakin  tinggi  variasi  kecepatan torch pemanas, maka  sifat  material  menjadi  ulet,  karena  fasa  yang terjadi berupa fasa perlit serta ferrit dan menyebabkan pertambahan panjang pada material.
Gambar 10. Grafik pengaruh kecepatan torch terhadap ketangguhan
Gambar  10  diatas  menunjukkan  ketangguhan material  setelah  dilakukan  uji  tarik  menggunakan mesin  UTM.  Nilai  ketangguhan  yang  paling  tinggi dimiliki oleh raw material , yaitu sebesar 158,6 MPa. Ketangguhan berbanding lurus dengan nilai elongasi,
616,6 MPa. Besarnya nilai kekuatan tarik dipengaruhi oleh sifat keras dan ulet yang ditandai dengan adanya fasa  perlit  serta  ferrit  pada  spesimen  uji  setelah diberikan perlakuan panas pada permukaannya.
hal ini menunjukkan bahwa semakin ulet suatu material maka ketangguhannya juga meningkat.
Untuk mengetahui sifat dari spesimen uji dapat dilihat dari bentuk patahannya. Variasi kecepatan 10 mm/mnt,  20  mm/mnt,  30  mm/mnt,  40  mm/mnt menunjukkan bahwa spesimen uji bersifat ulet, karena pada  spesimen  terjadi  mekanisme  necking,  dan patahannya  membentuk  cup  and  cone.  Sedangkan pada raw material bersifat  getas, karena sedikit sekali deformasi plastis yang terjadi serta arah dari retakan sendiri tegak lurus dengan arah tarikan dan memiliki bentuk patahan yang datar. Hal ini sesuai dengan teori
Variasi Kecepatan Torch (mm/mnt) Raw Material 40 30 20 10 660 650 640 630 620 610 600 590 580 35 30 25
20 15 10 5 0
10 20 30 40 Raw Material Variasi Kecepatan (mm/mnt) 180 160
140 120
100 80
60 40 20 0 10
20 30 40 Raw Material Variasi Kecepatan (mm/mnt) Keku at an T ar ik ( σ) M P a T ou gh n es s (M P a) E lon gas i ( Ԑ)
Volume 17 Nomor 2 September 2018
yang  dijelaskan  oleh  Callister  (1994).  Jenis  patahan yang terjadi pada spesimen setelah dilakukan uji tarik dapat dilihat pada gambar berikut :
(a) (b) (c) (d) (e)
Gambar 11. Patahan variasi kecepatan (a) 10 mm/mnt, (b) 20 mm/mnt, (c) 30 mm/mnt, (d) 40 mm/mnt, (e) raw material

## KESIMPULAN
Berdasarkan  data  dan  analisa  yang  diperoleh dari  hasil  pengamatan  serta  pengujian  dalam penelitian dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Nilai kekerasan spesimen setelah dilakukan proses flame  hardening meningkat.  Nilai  kekerasan  yang paling tinggi yaitu 398,9 VHN pada variasi kecepatan torch pemanas  10  mm/mnt,  sedangkan  pada kecepatan 20 mm/mnt, 30  mm/mnt, dan 40 mm/mnt nilai kekerasannya menurun. 2. Proses flame  hardening juga  berpengaruh  pada kekuatan  tarik  spesimen  uji,  nilai  kekuatan  tarik paling tinggi yaitu 647,3 MPa pada variasi kecepatan torch pemanas  10  mm/mnt,  sedangkan  pada kecepatan 20 mm/mnt, 30 mm/mnt, dan 40 mm/mnt nilai kekuatan tariknya menurun. 3. Fasa  martensit  tidak  tercapai,  yang  terbentuk berupa fasa perlit dan ferrit.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] B.  H.  Amstead,  “Teknologi  Mekanik,”
Erlangga , Jakarta, 1995.
[2] Apriyanto,  Makhriza,  “Pengaruh  Jarak  Torch Pemanas Dengan Nozzle Pendingin Terhadap Kekerasan  Permukaan  Baja  Karbon  Medium Pada  Proses  Flame  Hardening,”  Surakarta,
2011.
[3] ASTM  E8/E8M-09,  “Standard  Test  Methods for Tension Testing of Metallic Materials,”
[4] W.  D.  Calister,  “Materials  Science  and
Enggineering  an  Introduction,” John  Willy and Sons Inc. , Canada, 1994.
[5] K. Gao, X. Qin, Z. Wang, and S. Zhu, “Effect Of  Spot  Continual  Induction  Hardening  On
Microstructure Of Steels: Comparison
Between  AISI  1045  and  5140  Steels,” J. Mater. Sci. and Eng. , 2016.
[6] Retno  Hayuningtyas,  “Pengaruh  Kecepatan Gerak  Torch  Pemanas  Terhadap  Kekuatan Impak  Serta  Ketahanan  Aus  Baja  Karbon
Medium  Pada  Proses  Automatic  Flame Hardening,” Surakarta, 2016.
[7] S. Jeyaraj, K.P. Arulshri, K.P. Harshavardhan, And  P.S.  Sivasakthivel,  “Optimization  of Flame  Hardening  Process  Parameters  Using L9  Orthogonal  Array  of  Taguchi  Approach,” Int. J. of Eng. and Applied Sci. (IJEAS) , 2015.
[8] M. K. Lee, G.H. Kim, K.H. Kim, W.W. Kim, “Control  of  Surface  Hardnesses,  Hardening Depth,  and  Residual  Stress  of  Low  Carbon 12Cr  Steel  By  Flame  Hardening,” Surface and  Coating  Technology ,  vol.  184,  pp.  239- 246, 2003.
[9] Muh.  Nurkhozin,  “Pengaruh  Manual  Flame Hardening  Pada  Baja  Tempa,”  Surakarta, 2006.
[10] D.  S.  Nugroho,  “Pengaruh  Kecepatan  Torch dan  Jenis  Nyala  Api  Terhadap  Kekerasan Permukaan Baja Karbon Pada Proses
Automatic  Flame  Hardening,”  Surakarta, 2009.