© 2019 Pres Univ Press Publication, Indonesia

## PENGARUH MEDIA PENDINGIN PADA PROSES HARDENING TERHADAP KETANGGUHAN BAJA S45C
Govar Arianzas 1 , Dody Prayitno 2,a
1 Teknik Mesin Universitas Trisakti, Jakarta, Indonesia
2 Teknik Mesin Universitas Trisakti, Jakarta, Indonesia
a dodyprayitno@trisakti.ac.id

## Abstrak.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh media pendingin minyak sayuratau air pada  proses  Hardening  terhadap  nilai  kekuatan  impakbaja  S45C.  Metode  penelitian  sampel  baja S45C dipanaskan pada suhu 900˚C selama 1 Jam. Sampel lalu di Quenching pada media air atau minyak sayur kemudian diuji impak dengan metode charpy. Hasil penelitian. Nilai Kekuatan impak baja  S45C  adalah  0.416  Joule/mm2,  Hardening  (900˚C,  1  Jam)  dengan  media  Quenching  Air menyebabkan  nilai  kekuatan  impak  menurun  dari  0.416  Joule/mm2  menjadi  0.135  Joule/mm2, Hardening  (900˚C,  1  Jam)  dengan  media  Quenching  Minyak  Sayur  menyebabkan  nilai  kekuatan mpak naik dari 0.416 Joule/mm2 menjadi 2.276 Joule/mm2, Mikrostruktur pada baja S45C “Raw Material”  adalah  ferit  dan    perlit,  Mikrostruktur  kode  sampel  “Quenching  Air”  adalah  Martensit dan Troostite, Mikrostruktur kode sampel “Quenching MinyakSayur” adalah Bainit.
Kata kunci . Kekuatan Impak, Hardening, Air, Minyak Sayur.

## Abstract.
The purpose of this study was to determine the effect of vegetable oil or water cooling media on the Hardening process on the value of the impact strength of S45C. The research method of the S45C steel sample was heated at 900˚C for 1 hour. The sample then in quenching the medium of water or vegetable  oil  is  then  tested  for  impact  using  the  Charpy  method.  Research  result.  The  value  of impact strength of S45C steel is 0.416 Joule / mm2, Hardening (900˚C, 1 Hour) with Quenching Air media  causing  the  value  of  impact  strength  to  decrease  from  0.416  Joule  /  mm2  to  0.135  Joule  / mm2, Hardening (900˚C, 1 Hour) with media of Vegetable Oil Quenching causes the strength value to  increase  from  0.416  Joule  /  mm2  to  2,276  Joule  /  mm2,  Microstructure  in  S45C  steel  "Raw Material"  is  ferrite  and  pearlite,  Microstructure  sample  code  "Quenching  Air"  is  Martensite  and Troostite, Microstructure sample code "Quenching MinyakSayur "is Bainit.
Keywords. Impact Strength, Hardening, Water, Vegetable Oil.

## I. PENDAHULUAN
Dalam  pemasarannya  baja  sering  kali  tidak  dapat  memenuhi  kebutuhan  yang  pas  untuk konsumen sehingga dibutuhkan metode  yang tepat  untuk  mengolah baja  sesuai dengan kebutuhan salah  satunya  yaitu  proses Hardening yang  dapat  meningkatkan  nilai  kekuatan  Impak  pada  baja S45C dan Aluminizing yang diterapkan pada baja S45C, akan meningkatkan sifat hardenabilitynya. (Prayitno,2018).  Tujuan  Penelitian  adalah  untuk  mengetahui  pengaruh  hardening  dengan  media pendingin  minyak  sayur  dan  air  pada  baja  S45C  terhadap  nilai  kekuatan  impak.  Ruang  lingkup penelitian  sebagai  berikut:  material  yang  digunakan  adalah  Baja  S45C.  Proses  perlakuan  panas adalah  hardening  dilanjutkan  dengan  Quenching  Minyak  sayur  dan  Air.  Uji  impak  Charpy dilakukan pada suhu kamar dan pengujian metalografi.

## Tinjauan Pustaka
Baja S45C merupakan bagian dari kelompok baja karbon kelas menengah (0,25%  - 0,60% C) Baja S45C diperlihatkan ada lihat Tabel 1 dan memiliki system penamaan lain seperti AISI 1045 atau DIN 1C45.
Tabel 1.Komposisi Kimia Baja S45C Unsur Karbon(%)  Unsur Karbon(%)  Unsur Karbon(%) C 0.460 Mn 0.658 Cu 0.017 Si 0.257 S 0.002 Cr 0.025

## II. METODOLOGI PENELITIAN
Diagram  alir  penelitian  diperlihatkan  pada  gambar  1.  Baja  S45C  dilakukan  proses pemesinan  sehingga  membentuk  sampe  uji  charpy  yakni  (ASTM  E23).sampel  -  sampel dikelompokkan  sebagai  berikut  :  kelompok  “Raw  Material”  (Tanpa  perlakuan  panas),  Kelompok “Quenching Air” dan Kelompok “Quenching Minyak sayur”. Masing masing kelompok memenuhi 5  sampel,  setiap  kelompok  sampel  dipanaskan  pada  suhu  900ºC  selama  1  Jam.  Kemudian  di Quench  kedalam  media  air  atau  minyak  sayur.  Sampel  kemudian  di  uji  Charpy  dan  metalografi. Data pengujian dibahas dan kemudian dibuat kesimpulan.

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2019

## III. HASIL, PEMBAHASAN DAN ANALISA
Hasil perhitungan nilai kekuatan impak rata rata ditunjukkan pada Tabel 2 dan Gambar 2.
Tabel2.Nilai Kekerasan Rata-Rata Tiap Spesimen
Gambar2.Nilai Kekuatan Impak rata rata tiap kode sampel
Bedasarkan Tabel 2 dan Gambar 2 dapat terlihat bahwa nilai rata-rata kekuatan impak Sampel Raw Material baja S45C adalah sebesar 0.416 Joule/mm 2 .
Rata rata Nilai kekuatan impak baja S45C yang mengalami pemanasan pada suhu 900˚C selama 1 jam dengan dan dilanjut Quenching air yaitu sebesar 0.135 Joule/mm 2 . Nilai Kekuatan Impak 0.135 Joule/mm 2 lebih kecil bila dibandingkan dengan kekuatan impak Raw Material yakni sebesar 0.416 Joule/mm 2 .Hasil ini menunjukan bahwa proses hardening (900˚C, 1 Jam) dengan media pendingin air  menyebabkan  kekuatan  impak  Raw  Material  menurun  dari  0.416  Joule/mm 2 menjadi  0.135 Joule/mm 2 atau turun sebesar 68%.
Rata  rata  Nilai  kekuatan  impak  pada  baja  S45C  yang  mengalami  pemanasan  pada  suhu  900˚C dengan  waktu  tahan  selama  1  jam  dan    dilanjut  Quenching  minyak  sayur  yaitu  sebesar  2.276 Joule/mm 2 . Nilai Kekuatan Impak 2.276 Joule/mm 2 lebih besar bila dibandingkan dengan kekuatan impak Raw Material yaitu sebesar 0.416 Joule/mm 2 .Hasil ini menunjukan bahwa proses hardening dengan media pendingin minyak sayur menyebabkan kekuatan impak Raw Material baja S45C naik dari 0.416 Joule/mm 2 menjadi 2.276 Joule/mm 2 atau naik sebesar 447%
Bedasarkan  Gambar  3  memperlihatkan  Nilai  Kekuatan  Impak  baja  S45C  yang  mengalami perlakuan  panas  seperti  Hardening  media  Quenching  Air,  Minyak  sayur  dan  Oli,  Normalizing Udara  dan  Annealing.Dapat  terlihat  bahwa  nilai  kekuatan  impak  pada  material  dasar  baja  S45C yang  tidak  melalui  proses  perlakuan  panas  menunjukan  nilai  kekuatan  impak  sebesar  0.416 Joule/mm 2 . Raw Material dipanaskan pada suhu 900˚C selama 1 jam lalu didinginkan pada media Quenching  Air  maka  nilai  kekuatan  impak  mengalami  penurunan  dari  0.416  Joule/mm 2 menjadi 0.135 Joule/mm 2 dan raw material dipanaskan pada suhu 850˚C selama 30 menit lalu didinginkan pada air garam maka nilai kekuatan impak adalah 0.156 Joule/mm 2 [Yuri,2016].

## Raw Material
Quenching Air
Quenching Minyak Sayur Kode Sampel Nilai Kekuatan Impak Rata Rata
0.416 0.135 2.276 0,416 0,135 2,276 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Varian Material JO UL E/MM 2 Raw Material Air Minyak Sayur

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2019

## Gambar 3 Nilai Kekuatan Impak pada beberapa proses Heat Treatment
Raw Material dipanaskan pada suhu 900˚C selama 1 jam lalu didinginkan pada media Quenching minyak sayur maka nilai kekuatan impak mengalami kenaikan dari 0.416 Joule/mm 2 menjadi 2.276 Joule/mm 2 dan jika S45C dipanaskan pada suhu 850˚C selama 30 menit lalu didinginkan pada Oli maka nilai kekuatan impak adalah 1.73 Joule/mm 2 [Yuri,2016].
Baja  S45C  yang  dipanaskan  pada  suhu  850˚C  selama  30  menit  lalu  didinginkan  pada  media pendingin  udara  (Perlakuan  Panas  Normalizing)  maka  nilai  kekuatan  impak  Adalah  1.175 Joule/mm 2 [Yuri,2016].  Jika  Baja  S45C  di  Annealing  pada  suhu  840˚C  selama  2  Jam  maka  nilai kekuatan impak adalah 3.67 Joule/mm 2 [Anisa,2018].
Pada Tabel 3 dan Gambar 4 Struktur ferit dan perlit yang merupakan mikro struktur Raw Material akan  berubah  menjadi  Martensit  dan  Troostite  bila  di  Hardening  pada  suhu  900ºC  selama  1  Jam dengan  media  pendingin  air.  Perubahan  Mikrostruktur  ini  menyebabkan  nilai  kekuatan  impak menurun.
Struktur  mikro  ferit  dan  perlit    dari  Raw  Material  akan  berubah  menjadi  bainit  bila  di  Hardening pada suhu 900ºC selama 1 Jam dengan media pendingin minyak sayur. Perubahan Mikrostruktur ini menyebabkan nilai kekuatan impak mengalami kenaikan.
Gambar 4 Mikrostruktur dan Nilai Kekuatan Impak
0,4168 0,135  0,156 1,175 1,73 2,276 3,67 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 Proses Heat Treatment JO UL E/MM 2 Raw Material S45C Hardening, Media Air Hardening media Air Garam
[Yuri,2016]
Normalizing Udara [Yuri,2016]
Hardening Media Oli [Yuri,2016]
Hardening Media Minyak Sayur
Annealing [Anisa,2018]
0,416 0,135 2,276 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Mikrostruktur -FERIT -MARTENSIT -BAINIT -PERLIT -TROOSTITE Raw Material Quenching Air Quenching Minyak Sayur

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2019
Tabel 3 mikrostruktur hasil penelitian Mikro Struktur Kode Sampel Raw Material - Ferit - Perlit Minyak Sayur - Bainit Air - Martensit - Troostite

## IV. KESIMPULAN
Kesimpulan hasil penelitian sebagai berikut :
1. Nilai Kekuatan Impak pada baja S45C dengan kode sampel Raw Material (Tanpa Perlakuan Panas) adalah 0.416 Joule/mm 2 . Nilai kekuatan Impak dengan kode sampel Quenching Air (900˚C,  1  Jam)  adalah  0.135  Joule/mm 2 .  Nilai  Kekuatan  Impak  dengan  Kode    Sampel Quenching Minyak Sayur (900˚C, 1 Jam) adalah 2.276 Joule/mm 2 .
2. Hardening (900˚C, 1 Jam) dengan media Quenching Air menyebabkan nilai kekuatan impak menurun dari 0.416 Joule/mm 2 menjadi 0.135 Joule/mm 2 atau turun 68% .
3. Hardening  (900˚C,  1  Jam)  dengan  media  Quenching  Minyak  Sayur  menyebabkan  nilai kekuatan impak naik dari 0.416 Joule/mm 2 menjadi 2.276 Joule/mm 2 atau naik 447%.
4. Mikrostruktur pada baja S45C “Raw Material” adalah ferit dan perlit.
5. Mikrostruktur kode sampel “Quenching Air” adalah Martensit dan Troostite.
6. Mikrostruktur kode sampel “Quenching Minyak Sayur” adalah Bainit.
500x 500x 500x Ferit Perlit Bainit Martensit Troostite

## DAFTAR PUSTAKA
1.  D Prayitno and R Sugiarto 2018 IOP Conf. Sef : Earth Environ. Sci. 106 012051
2.  Iywani,  Anisa.  “  Pengaruh  Annealing  terhadap  Nilai  Ketangguhan  Baja  S45C  yang  telah  di- Hardening dengan media pendingin air
3.  Smith,  William  “Structure  and  Properties  of  Engineering  Alloys”  2nd  Edition  Chapter  1. McGraw-Hill,Inc. New York. 1993.
4.  Totten, George. “Steel Heat Treatment Handbook” 2nd Edition.Chapter 3.CRC Press.Amerika. 2007.
5.  Yuri,  Syarifudin.  “Pengaruh  Media  Pendingin  pada  Proses  Hardening  Material  Baja  S45C”. Skripsi.Teknik Mesin. Universitas Tarumanagara. Jakarta. 20147.pdf
6.  Anggraini,  Lydia,  Muhammad  Adikusumo,  and  Rosfian  Arsyah  Dahar.  "Microstructure Change in ASSAB 760 Steel During Cementation and Quenching Process." Materials Science Forum. Vol. 872. Trans Tech Publications, 2016.
7.  Anggraini,  Lydia.  "Hardenability  of  ASSAB  760  Steel  during  Tempering  for  Punch  Holder Applications." Solid State Phenomena. Vol. 266. Trans Tech Publications, 2017.