Abstrak — Clinker  cooler  adalah  alat  yang  berfungsi mentrasportasikan clinker menuju hammer crusher. Salah satu bagian  dari  clinker  cooler  adalah  Crossbar.  Crossbar  sering mengalami crack sehingga mengurangi umur pakai dari clinker cooler.  Dalam  penelitian  ini,  dilakukan  analisis kegagalan dari Crossbar dan solusi dari kegagalan tersebut berupa hardening dan  tempering.  Pengujian  yang  dilakukan  untuk  menganalisis material ini adalah uji komposisi, uji streomikroskop, uji SEM, metalografi,  dan  uji  kekerasan  Berdasarkan  pengujian  OES dan kekerasan, faktor yang kegagalan adalah kesalahan dalam pemilihan  material  yang  ditinjau  dari  komposisi  material, kekerasan  material.  Solusi  dari  kegagalan  ini  yaitu  perlakuan panas yang dapat menghasilkan kekerasan yang sesuai dengan standar kekerasan ASTM A48 adalah hardening dan tempering 300 o C  dengan  waktu  tahan  120  menit,      hardening  dan tempering 350 o C dengan waktu tahan 120 menit, hardening dan tempering 400 o C dengan waktu tahan 120 menit, dan hardening dan tempering 300 o C dengan waktu tahan 60 menit.
Kata Kunci : Crossbar, Crack, Hardening, Tempering, ASTM A48

## I. PENDAHULUAN
T. Semen Indonesia merupakan produsen semen terbesar di  Indonesia.  Keberhasilan  pembangunan  pabrik  Tuban IV  dan  Tonasa  V,  serta  akuisisi  perusahaan  semen  Vietnam Thang Long Cement Company pada akhir tahun 2013, maka pada  awal  tahun  2013  perseroan  memiliki  kapasitas terpasang sebesar 30 ton/tahun dan telah menjadi perusahaan semen  terbesar  di  Asia  Tenggara  berdasarkan  kapasitas terpasang.  Proses  pembuatan  semen  PT.  Semen  Indonesia unit  Tuban  3  secara  garis  besar  melalui  proses  dengan dimulai  dari    pengambilan  bahan  baku,  proses  pembuatan klinker,  proses  penggilingan  semen  dan  packing  semen. Dalam proses produksi semen ini, terdapat banyak equipment yang digunakan dan salah satunya adalah clinker cooler . Mesin  pendingin  terak  ( clinker  cooler )  berfungsi  sebagai pendingin  terak  ( clinker )  yang  keluar  dari  mesin  pemanas ( kiln ). Clinker yang keluar dari kiln akan dihantarkan menuju mesin  penggiling (hammer  crusher )  melalui  papan  silang ( crossbar ) yang berjajar diatas bagian cooler. Maka dari itu, dibutuhkan  sifat  kekerasan  dan  ketangguhan  yang  tinggi untuk  komponen crossbar .  Pada  tanggal  21  Juli  2016, crossbar pada clinker cooler  mengalami  banyak  retakan ( crack ).  Komponen Crossbar mengalami  kegagalan  berupa crack yang  diakibatkan  oleh  beban  yang  terlalu  besar  dan
kerja  yang  terus  menerus.  Material  standar  untuk Crossbar adalah baja tuang kelabu ( grey cast iron ). Akan tetapi setelah diuji  komposisi, Crossbar yang  digunakan  di  PT  Semen Indonesia adalah baja karbon tinggi krom tinggi Berdasarkan  jenis  kegagalan  yang  terjadi,  maka  dibutuhkan peningkatan  sifat  kekerasan  dan  ketangguhan  pada  material tersebut.  Untuk  meningkatkan  sifat-  sifat  tersebut  maka material Crossbar tersebut akan diberi perlakuan hardening . Setelah  di hardening ,  material  tersebut  akan  di tempering dengan  2  variabel  waktu  tahan  yang  berbeda  dan  4  variabel temperatur yang berbeda. Tempering bertujuan agar material yang  di hardening tidak  terlalu  getas.  Karena  jika  terlalu getas,  maka  akan  terjadi crack ketika Crossbar tersebut beroperasi. Setelah diberi perlakuan, dilakukan uji kekerasan, uji  struktur  mikro  menggunakan  mikroskop  stereo  dan  uji fraktografi menggunakan SEM. Dari penelitian ini diharapkan  dapat  mengetahui  temperatur  dan  holding  time tempering yang tepat untuk material Crossbar sebagai solusi permasalahan  kegagalan  komponen Crossbar pada clinker cooler.

## II. METODE PENELITIAN

## A. Review Dokumen Perusahaan
Review dokumen perusahaan dilakukan untuk mendapatkan  data  data  perusahaan  yang  berkaitan  dengan Crossbar sebagai  pendukung  hasil  penelitian,  berikut  data yang harus diambil, yaitu:
1. Desain Crossbar
2. Data operasi
3. Spesifikasi material
4. Maintenance record

## B. Preparasi Spesimen
Persiapan ini berupa proses cutting dan sectioning. Proses pemotongan  dilakukan  pada  bagian  ujung crossbar yang terindikasi  adanya  beban  siklik  dan  bagian  yang  jauh  dari crack.  Spesimen  yang  terindikasi  adanya  beban  siklik  serta bagian  yang jauh dari crack akan diuji sebagai perbandingan antara material yang baru dengan material yang sudah gagal. Proses pemotongan dilakukan dengan jenis pemotongan wire cut.
Analisis Pengaruh Variasi Waktu Tahan dan Temperatur Tempering terhadap Sifat Kekerasan Material Crossbar yang Di Hardening sebagai Solusi Kegagalan pada Crossbar
Dony Prasetya, Rochman Rochiem, dan Alvian Toto Wibisono Jurusan Teknik Material dan Metalurgi, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail : donyd.prasetya@gmail.com
P

## C. Proses Perlakuan Panas
Proses  perlakuan  panas  yang  dilakukan  adalah  proses hardening dengan  temperatur  950 o C  dan  waktu  tahan  30 menit. Setelah melakukan proses hardening , spesimen  diberi perlakuan tempering dengan  dua  variabel  waktu  tahan  yang berbeda  yaitu  60  dan  120  menit.  Masing  –  masing  variabel waktu  tahan  yang  berbeda  akan  di tempering dengan empat variabel  temperatur  yang  berbeda  yaitu  250 o C,  300 o C, 350 o C, 400 o C.

## D. Uji Komposisi
Pengujian  komposisi  kimia  adalah  untuk  mengetahui komposisi  kimia  yang  terdapat  pada  komponen  yang mengalami  kegagalan.  Pada  identifikasi  komposisi  kimia menggunakan alat Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) di Laboratorium  Balai  Riset  Standarisasi  Surabaya  (Baristan) untuk mengetahui komposisi yang ada pada Crossbar.

## E. Pengamatan Makroskopik
Pengamatan  makro  dilakukan  untuk  mengetahui  bentuk, tampilan  dan  lokasi  komponen  yang  mengalami  kegagalan secara  makro.  Pengamatan  makro  dilakukan  menggunakan kamera dan digital dan mikroskop stereo. Adapun perlakuan terhadap  sampel  material  adalah  dengan  melakukan pengambilan  fotografi  dengan  kamera  digital  untuk mendapatkan informasi bentuk dari kegagalan secara makro. Pengamatan  melalui stereomicroscope terhadap  sampel material dengan beberapa kali perbesaran untuk mendapatkan profil makronya

## F. Pengujian SEM
Pengujian Scanning  Electron  Microscopy (SEM) menggunakan  mesin  merek  FEI  Inspect  S-50.  Pengujian  ini dilakukan untuk mengetahui morfologi permukaan dari crack pada Crossbar.

## G. Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan dilakukan untuk mengetahui distribusi kekerasan dengan melakukan indentasi di beberapa titik  pada  sampel  material.  Pengujian  ini  dilakukan  dengan metode  Brinell  dimana  dalam  pengujiannya  memakai indentor bola baja, pembebanan sebesar 187.5 kgf dan waktu indentasi  selama  15  detik.  Pengujian  ini  mneggunakan Universal  Hardness  Tester  HBRV 187.5A  di  Laboratorium Metalurgi, Jurusan Teknik Material dan Metalurgi, ITS.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Record Crossbar KJ210 di Clinker Cooler
Pada  bulan  Juli  2016  PT.  Semen  Indonesia  sedang melaksanakan  maintenance  rutin  yang  berlangsung  selama  2 minggu.  Kemudian  di Clinker  Cooler Tuban  3  ditemukan beberapa  retakan  dari Crossbar yang  merupakan  komponen clinker cooler . Rancangan umur operasi kerja dari Crossbar adalah  2  tahun.  Akan  tetapi,  hal  ini  tidak  sesuai  dengan kondisi  aktual  dimana  ditemukan  retak  pada Crossbar saat overhaul setelah  8  bulan Crossbar tersebut  digunakan.
Crossbar ini  menggunakan  material High  Carbon  High Chrome Tool Steel . Berikut  ini  data-data  dari Crossbar mencakup  spesifikasi Crossbar pada clinker cooler .
Tabel 1 Data Operasi Crossbar di clinker cooler Tuban 3 PT. Semen Indonesia Produksi clinker 354 ton/jam Temperatur Crossbar 500 o C – 600 o C Kecepatan Linear 1,45 km/jam Lifetime 24 Bulan Gambar 1 Desain Crossbar di PT. Semen Indonesia
Mekanisme  kegagalan  dari Crossbar dapat  ditinjau  dari segi  desain Crossbar dan  cara  kerja  dari Crossbar tersebut. Bagian sayap dari Crossbar didesain untuk tidak menyentuh bagian air  distribution  plate atau  bagian  dasar  dari cooling chamber. Selain  ditinjau  dari  segi  desain Crossbar, mekanisme  kegagalan  dapat  ditinjau  dari  segi  cara  kerja Crossbar . Pada gambar 2 dapat dilihat persebaran gaya pada bagian  sayap Crossbar. Dapat  dilihat  dari  kedua  gambar tersebut  bahwa  kegagalan  disebabkan  karena clinker yang menyisip ke bawah sayap sehingga menyebabkan gaya gesek dan gaya tekan keatas
Gambar 2 Ilustrasi persebaran gaya pada Crossbar (a) Pada saat mendorong clinker (b) Pada saat kembali ke posisi semula (c) Persebaran gaya tampak atas
Pada gambar 2 (a) dapat dilihat bahwa bagian dengan luas permukaan  yang  lebih  besar  mendorong clinker menuju  ke arah hammer crusher. Hal ini menyebabkan gaya tekan yang berlebih  disaat Crossbar bergerak  secara linear. Selain  itu
beban clinker pada  permukaan Crossbar menyebabkan gaya tekan yang berlebih ( overload ). Untuk gambar 2  (b) dan (c) bagian sayap yang memiliki luas yang lebih kecil bergerak ke posisi  awalnya.  Bagian  yang  memiliki  luas  permukaan  lebih kecil  ini  didesain  aeordinamis  agar clinker tidak  terdorong kembali rotary kiln. Pada saat gerakan kembali ini, Crossbar juga  mengalami  gaya  tekan  yang  berlebih  yang  diakibatkan oleh  pembebanan clinker yang  lebih  besar  dibandingkan dengan  pembebanan clinker pada  saat  mendorong clinker . Akibat  dari  gaya  –  gaya  yang  bekerja  pada Crossbar secara terus  menerus, Crossbar mengalami  kegagalan  berupa crack.

## B. Pengujian OES
Pengujian  komposisi  unsur  dari  spesimen Crossbar dilakukan  dengan  menggunakan  OES  (Optical  Emission Spectroscopy).  Tabel    2  menunjukkan  hasil  pengujian  OES yang  dibandingkan  dengan  komposisi  material  standar Crossbar.
Berdasarkan  standar  yang  ada,  komponen Crossbar clinker  cooler biasanya  menggunakan  material  besi  tuang kelabu ( gray cast iron ) sesuai dengan standar ASTM A48. Tabel 2 menunjukkan komposisi kimia pada sampel uji dan material  standar Crossbar. Berdasarkan  hasil  pengujian komposisi  diatas,  komposisi  material Crossbar tidak  sesuai dengan  standar  material Crossbar yaitu  besi  tuang  kelabu. Tidak  adanya mill  certificate yang menunjukkan kebenaran dari  material  yang  digunakan,  sehingga  sulit  untuk menentukan perbandingan standar komposisi materialnya.
Tabel 2 Perbandingan hasil uji komposisi unsur dari spesimen Crossbar
dengan komposisi unsur ASTM A48 Unsur C Si Mn Ni S P Mo Cr Fe Material Uji 1.2 2.5 0.9 3.6 0.02 0.06 0,33 16 Balance Material Standar 2.7 - 4 1.8 - 3 0.8 - 0.07 0.2 - - Balance
Material  standar  yang  digunakan  untuk Crossbar  clinker cooler ini  adalah  besi  tuang  kelabu  ( gray  cast  iron )  dengan standar  ASTM  A48.  Sedangkan  berdasarkan  hasil  uji komposisi  (OES),  material  yang  didapatkan  tidak  sesuai dengan  standar.  Kandungan  unsur  karbon  (C)  pada material uji  lebih  tinggi  daripada  material  standar.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  material  uji  memiliki  sifat  kekerasan yang  lebih  rendah  dibandingkan  material  standar.  Selain  itu, material Crossbar PT.  Semen  Indonesia  (Persero)  Tbk  juga memiliki  kelebihan  dengan  adanya  unsur  kromium  dengan komposisi  tinggi  sebesar  16,34%.  Kromium  merupakan unsur  pembentuk  karbida  dan  penstabil  ferrit  yang  baik, dengan  adanya  cromium  dapat  menaikkan  temperatur austenisasi karena cromium adalah unsur pembentuk karbida dan  penstabil  ferrit.  Kromium  juga  dapat  meningkatkan hardenability pada  material Crossbar PT.  Semen  Indonesia Tbk.  Ditinjau  dari  komposisi  kromium  tersebut  untuk perlakuan  panas  dibutuhkan  temperatur  austenisasi  lebih tinggi dari temperatur A1. Kandungan unsur Ni, Mn dan Mo lebih  tinggi  daripada  material  standar.  Kandung  unsur  – unsur Ni, Mn, Mo dan Cr dapat meningkatkan hardenability dari material Crossbar . Perbedaan komposisi ini mengakibatkan  material Crossbar memiliki  kekerasan  yang lebih  rendah  sehingga  lebih  mudah  mengalami crack. Hal
tersebut  menjadi  salah  satu  kegagalan  yang  terjadi  pada Crossbar dan  memperpendek  umur Crossbar yang semestinya 2 tahun. [4]

## C. Pengamatan Makroskopik
Pengamatan  secara  makroskopik  bertujuan  untuk  melihat kegagalan  yang  terjadi  pada Crossbar .  Kegagalan  yang terjadi  pada Crossbar berupa  crack  yang  terdapat  di beberapa  tempat.  Gambar  3  menunjukkan  letak  dari kegagalan yang terjadi pada Crossbar .
Pada gambar 3, Bagian yang dilingkari merupakan bagian yang  mengalami  crack.  Crack  pada  daerah  ini  cukup berbahaya  dikarenakan  letak  crack  pada  bagian  yang memiliki tegangan paling besar.
Bagian  yang  mengalami  retak  dipotong  dan  dianalisis permukaannya. Setelah diamati dengan menggunakan kamera DSLR,  didapatkan  bahwa  mekanisme  retak  tersebut  dapat dibagi  menjadi  2  bagian.  Dapat  dilihat  pada  gambar  4 mekanisme retakan diawali pada daerah X atau dapat disebut retak  awal  ( initial  crack ),  lalu  merambat  ke  daerah  Y  atau dapat disebut daerah penjalaran retak.
Gambar 3 Crossbar yang mengalami kegagalan (a) Tampak atas (b) Tampak samping
Gambar 4 Pengamatan makro komponen Crossbar gagal (crack)
D. Hasil Uji Stereomicroscope
Gambar 5 Observasi stereomiskroskop bagian penampang retakan ( crack )
Gambar  5  (a)  merupakan  hasil  gambar  menggunankan stereomicroscope dengan  perbesaran  10  kali,  dari  gambar  5 (b)  menunjukkan  adanya  awal  retak  ( crack  initiation ) ditunjukan  tanda  panah  yang  kemudian  arah  retakaannya menjalar  ke  samping  kanan  atas  kemudian  menjalar  ke  kiri.
Initial Crack
Propagation B A
Terlihat  pada  gambar  5 (a) crack initiation memiliki butiran lebih halus dibandingkan dengan crack propagation. Gambar 5 (b) merupakan hasil gambar menggunankan stereomicroscope dengan  perbesaran  10  kali,  dari  gambar tersebut  menunjukkan  awal  penjalaran  patah  ( crack propagation )  ditunjukan  tanda  panah  yang  kemudian  arah retakaannya  menjalar  ke  samping  kiri.  Hal  ini  terlihat  pada crack  propagation memiliki  butir  yang  lebih  kasar  jika dibandingkan dengan initial crack . Pada skala makro juga di tunjukan  adanya  perubahan  tinggi  pada  penampang komponen.  Meninjau  hasil  pengamatan  makro  dengan menggunakan stereomicroscope tampak patahan yang terjadi pada permukaan Crossbar dapat di kategorikan patah getas.
[3,9]

## E. Hasil Uji Scanning Electron Microscope
Berdasarkan  pengamatan  dengan  menggunakan Scanning Electron  Microscope (SEM)  dengan  perbesaran  yang  lebih besar  dari  kamera  DSLR  dan stereomicroscope sehingga retakan  tampak  jelas.  Gambar  6  (a)  merupakan  hasil  foto permukaan  dari Crossbar yang  mengalami crack difoto menggunakan bantuan Kamera DSLR dan gambar 6 (a), (b), dan  (c)  menggunankan Scanning  Electron  Microscope (SEM) dengan perbesaran 500 kali.
Gambar  6  (a)  memperlihatkan  daerah initial  crack pada Crossbar dengan  menggunakan  SEM  perbesaran  500x.  Di tandai  dengan  adanya  permukaan  yang  lebih  rendah dibandingkan  permukaan  yang  lain.  Daerah  ini diambil tepat pada daerah sayap Crossbar , yang mendapatkan pembebanan paling  besar  pada  saat Crossbar bekerja.  Dari  sini  terlihat bahwa Crossbar telah  mengalami fatigue  crack  brittle dengan  arah  retakan  yang  tegak  lurus  dengan  pembebanan. Pada  daerah  awal  retak  ini  tidak  terdapat beachmark dan striasi  yang  berarti  komponen  ini  menerima  beban  dinamis lebih  sedikit  dibandingkan  beban  statisnya.Hal  ini  sesuai dengan  sifat  material  yang memiliki  kekuatan dan  kekerasan yang tinggi.
Gambar 6 Observasi SEM bagian yang mengalami crack (a) initial crack (b) propagation
Gambar  6  (b)  memperlihatkan  daerah  perambatan  retak ( propagation )  pada Crossbar yang  mengalami  kegagalan dimana  terlihat  adanya  berbedaan  ketinggian  secara  nyata dan  juga  warna  yang  lebih  gelap  dibandingkan  daerah  awal retak.  dan  dengan  SEM  pada  perbesaran  500x  daerah  ini terlihat adanya sisa butiran butiran kasar yang merupakan ciri dari  patah  getas.  Disini  terlihat  dengan  jelas  patahan  yang melintasi butiran atau patah transgranular.Patah Transgranular  Ini  ditandai  dengan  adanya  pola  patahan dipermukaan yang memiliki bentuk butir butir yang kasar dan tersebar acak di permukaan patahan. Namun pada gambar 6.
(a) permukaan terlihat halus hal ini dikarenakan pada daerah ini clinker masuk dan menggerus permukaan Crossbar yang patah  sehingga menyebabkan permukaan pada daerah initial crack menjadi halus. .

## F. Hasil Pengamatan Struktur Mikro (Metalografi)
Pengamatan  struktur  mikro  dilakukan  untuk  melihat perubahan  yang  terjadi  pada  spesimen  yang  telah  diberikan perlakuan  panas  berupa hardening dan tempering dengan beberapa  variabel  berbeda.  Berikut  adalah  struktur  mikro material Crossbar sebelum diberi perlakuan panas.
Gambar 7 Struktur mikro (a) Material Crossbar dan (b) Martensitic Gray Cast Iron
Pada  gambar  7  dapat  dilihat  bahwa  struktur  mikro  dari material  ini  terdiri  dari  perlit  dan  sementit.  Bagian  yang ditunjukkan  berwarna  lebih  terang  adalah  sementit  dan bagian  yang  berwarna  lebih  gelap  adalah  perlit.  Hal  ini membuktikan  bahwa  material  ini  termasuk  kedalam  baja hypereutektoid. [8]
Jika  dibandingkan  dengan  material  standar  dari Crossbar , besi tuang kelabu, maka struktur mikronya berbeda. Struktur mikro  besi  tuang  kelabu  terdiri  dari  perlit,  martensit  dan serpihan  grafit  ( graphite  flake ).  Dapat  disimpulkan  bahwa material standar dari Crossbar ini lebih keras karena memiliki martensit.  Martensit  merupakan  struktur  mikro  yang  sangat keras. [7]
G. Hasil Pengujian Kekerasan Brinnel Material yang Gagal Pengujian hardness ini  dilakukan  untuk  mengetahui distribusi  kekerasan  pada Crossbar yang  mengalami kegagalan . Gambar  8  merupakan  daerah  yang  dekat  dengan crack Pengujian  ini  menggunakan  indentasi  sebanyak  10-15 titik  secara  merata,  indentasi  dilakukan  pada  daerah  yang dekat dan jauh dari patahan dengan beban sebesar 187.5 kgf. Pembagian daerah indentasi dapat dilihat pada gambar 8 dan gambar.
Sementit Perlit
Crack A B A B
Dari tabel 3  dapat dilihat  bahwa nilai kekerasan di daerah sejajar  dengan crack memiliki  rata-rata  sebesar  405  BHN. Dari  sini  bisa  dilihat  bahwa  komponen  ini  mengalami kenaikan  kekerasan  pada  daerah  yang  mengalami  patahan bila  dibandingkan  dengan  daerah  yang  berada  jauh  dari patahan.  Selain  itu  adanya  perbedaan  temperatur  pada  saat bekerja juga mempengaruhi kekerasan pada Crossbar . Pada  tabel  4  menunjukkan  bahwa  kekerasan  yang  sesuai dengan material Crossbar adalah grey cast iron dengan type heat  treat  hardened yang  memiliki  nilai  kekerasan  sebesar 480-550  BHN  dimana  nilai  kekerasannya  jauh  berbeda  dari Crossbar yang  ada  di  PT.  Semen  Indonesia  yang  memiliki nilai kekerasan rata-rata tertinggi sebesar 405 BHN.

## Tabel 3
Data Hasil Pengujian Kekerasan Dekat dari crack
Daerah Indentasi Sejajar dengan crack 1 2 3 1 408 390 370 2 416 398 379 3 400 384 366 4 402 386 368 5 399 380 360 Average 405 387,6 368,6

## Tabel 4
Kekerasan besi tuang kelabu menurut ASTM A48 Type of Gray Cast Iron Matrix Microstructure Brinell Hardness Around Flake Graphite (BHN) Soft-Annealed All Ferrite 110-140 Ordinary Pearlite and Ferrite 140-200 Higher Strength Fine Pearlite 200-270 Alloyed-Arcicular Bainite 260-350 Austenitic (Ni-Resist) Austenite 140-160 Heat Treat Hardened Martensite 480-550 Hardened and Tempered Tempered Martensite 250-450 Chilled (White Iron) Pearlite and Carbides 400-500

## H. Hasil Uji Metalografi Setelah Perlakuan Panas
Setelah  diberi  perlakuan  panas  berupa  hardening  pada temperatur  950 o C  dan  tempering  dengan  variasi  pada temperatur  dan  waktu  tahan,  spesimen  diuji  metalografi dengan  perbesaran  500x  untuk  melihat  perubahan  pada struktur mikro.
.  Gambar  9  (a)  menunjukan  struktur  mikro  baja  material Crossbar yang  diberi  perlakuan hardening pada  temperatur 950 o C  tanpa tempering .  Gambar  9  menunjukan  struktur mikro material Crossbar yang di hardening dan di tempering pada  temperatur  (b)  250 o C,  (c)  300 o C,  (d)  350 o C  dan  (e) 400 o C dengan waktu tahan sama yaitu selama 60 menit. Dari keempat  spesimen  yang  diberikan  perlakuan  setelah tempering,  hasil  struktur  mikronya  sama  seperti  spesimen yang  hanya  diberi  perlakuan  hardening.  Dari  uji  struktur mikro  didapatkan  hasil  martensit  dan  sementit  untuk spesimen  yang  ditempering  pada  temperatur  HT250t60, HT300t60  dan  HT350t60.  Pada  hasil  uji  struktur  mikro spesimen  HT400t60,  didapatkan  struktur  mikro  berupa sementit, martensit dan karbida.
G ambar 10 Struktur mikro spesimen (a) H (b) HT250t120 (c) HT300t120 (d) HT350t120 (e) HT400t120
Gambar  10  (a)  menunjukan  struktur  mikro  baja  material Crossbar yang  diberi  perlakuan hardening pada  temperatur 950 o C  tanpa tempering .  Gambar  10  menunjukan  struktur mikro material Crossbar yang di hardening dan di tempering pada  temperatur  (b)  250 o C,  (c)  300 o C,  (d)  350 o C  dan  (e) 400 o C  dengan  waktu  tahan  sama  yaitu  selama  120  menit. Dari  keempat  spesimen  yang  diberikan  perlakuan  setelah tempering,  hasil  struktur  mikronya  sama  seperti  spesimen yang  hanya  diberi  perlakuan  hardening.  Dari  uji  struktur mikro  didapatkan  hasil  martensit  dan  sementit  untuk spesimen  yang  ditempering  pada  temperatur  HT250t120, HT300t120  dan  HT350t120.  Pada  hasil  uji  struktur  mikro spesimen  HT400t120,  didapatkan  struktur  mikro  berupa sementit, martensit dan karbida.

## I. Hasil Uji Kekerasan Material Crossbar Setelah Diberi Perlakuan Panas
Uji  kekerasan  dilakukan  pada  tiap  spesimen  yang  telah diberi  perlakuan  panas  berupa  hardening  dan  tempering.  Uji kekerasan  dilakukan  pada  tiga  titik  pada  setiap  spesimen. Hasil  uji  kekerasan  ditampilkan  pada  Tabel  6.  Dapat  dilihat pada  tabel  6  ,  kekerasan  awal  dari  material Crossbar tanpa perlakuan  adalah  405  BHN.  Setelah  di  hardening  pada temperatur 950 o C dan waktu tahan 30 menit, kekerasan yang didapatkan adalah sebesar 601,34 BHN. Setelah ditempering
didapatkan  nilai  kekerasan  terbesar  adalah  pada  tempering dengan temperatur 250 o C dan waktu tahan 60 menit ataupun 120  menit.  Setelah  mengalami  proses  tempering  nilai kekerasan  dari  kedelapan  spesimen  menurun  hal  ini dikarenakan tempering bertujuan  untuk  mengembalikan sebagian keuletan/ketangguhan, berakibat turunnya kekerasan,  dan  melepas  tegangan  dalam  untuk  memperoleh keuletan yang lebih baik. [5]
Tabel 5 Hasil uji kekerasan material Crossbar setelah diberi perlakuan panas Spesimen Rata – rata Kekerasan (BHN) Failure Crossbar 405 H 601,34 HT250t60 578,34 HT300t60 563 HT350t60 526 HT400t60 555,34 HT250t120 573,67 HT300t120 541,34 HT350t120 498 HT400t120 510
Untuk  spesimen  HT250t60  dan  HT250t120  didapatkan kekerasan  senilai  578,34  BHN  dan  573,67  BHN.  Untuk spesimen  HT300t60  dan  T300t120  didapatkan  kekerasan senilai  563  BHN  dan  541,33  BHN.  Untuk  spesimen HT350t60 dan HT350t120 didapatkan kekerasan senilai 526 BHN  dan  498  BHN.  Untuk  spesimen  HT400t60  dan HT400t120  didapatkan  kekerasan  senilai  555,34  BHN  dan 510 BHN. Dari delapan spesimen yang diamati, dapat dilihat bahwa  kekerasan  spesimen  dengan  waktu  tahan  60  menit akan lebih besar daripada spesimen dengan waktu tahan 120 menit  dengan  temperatur  yang  sama.  Hal  ini  mebuktikan bahwa  waktu  tahan  mempengaruhi  kekerasan  dari  baja karena  terjadi  perubahan  martensit  menjadi  fase  temper martensit. [9]
Gambar 11 Grafik hasil uji kekerasan material Crossbar setelah diberi perlakuan panas
Pada  Gambar  12  grafik  hasil  uji  kekerasan,  dapat  dilihat bahwa  terjadi  kenaikan  kekerasan  pada  temperatur  400 o C. Hal  ini  disebabkan  karena  adanya secondary  hardening dari material Crossbar saat tempering . Secondary  hardening diakibatkan  adanya  kandungan  unsur  pembentuk  dan penstabil karbida. [6]
Pada  saat  proses tempering terjadi  akibat  terbentuknya karbida  yang  mengakibatkan  kekerasan  justru  naik  setelah dilakukan tempering .  Terbentuknya  karbida  terjadi  akibat adanya unsur – unsur pembentuk karbida dalam jumlah yang tinggi,  seperti  krom,  sehingga  ketika  diberi  perlakuan tempering pada  temperatur  tertentu  terdapat  energi  yang cukup untuk membentuk karbida. [1]

## IV. KESIMPULAN
Faktor  yang  menyebabkan  terjadinya  kegagalan  pada crossbar adalah  kombinasi  beban  dan  gaya  gesek  pada crossbar. Mekanisme  kegagalan  dikarenakan  adanya  beban tekan  dari  bawah  oleh clinker  yang menyisip  pada  rongga antara sayap dan air distribution plate, dan beban tekan dari clinker yang terpusat hanya pada Crossbar di bagian tengah cooling  chamber. Solusi  dari  kegagalan  ini  yaitu  dengan memberikan  perlakuan  panas  berupa hardening  dan tempering pada komponen Crossbar agar dapat meningkatkan  kekerasan  dan  juga  kekuatannya.  Jenis perlakuan  panas  yang  dapat  menghasilkan  kekerasan  yang sesuai  dengan  standar  kekerasan  ASTM  A48  adalah hardening  dan  tempering  300 o C  dengan  waktu  tahan  120 menit,   hardening dan tempering 350 o C dengan waktu tahan 120  menit,  hardening  dan  tempering  400 o C  dengan  waktu tahan 120 menit, dan hardening dan tempering 350 o C dengan waktu tahan 60 menit.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  ______.    2002. ASM    Handbook  Vol.9  Metallographic  and Microstructure . Material Park. Ohio. USA. ASM International.
[2]  ______.  2002. ASM  Handbook  Vol.12  Fractography .  Material  Park. Ohio. USA. ASM International.
[3]  ______.  2002. ASM  Handbook  Vol.19  Fatigue  and  Fracture .  Material Park. Ohio. USA. ASM International.
[4]  ______.    2002. ASTM    A48  Standard  Specification  for  Gray  Iron. Material Park. Ohio. USA. ASTM International.
[5]  Donald  S  Clark,  Varney  R  Wilbur.  1962. Physical  Metallurgy  for Engineers. California: Litton Educational Publishing Inc.
[6] Mazurkiewicz, J. 2007. Comparison Of The Secondary Hardness Effect After  Tempering  Of  The  Hot-Work  Tool  Steels .  Polandia: Silesian University of Technology.
[7] Subardi, Ratna Kartikasari, Achmad Supiani. 2011. Pengaruh Viskositas Media  Celup  Terhadap  Kekerasan  dan  Struktur  Mikro Martensitic  White  Cast  Iron  ASTM  A532. Yogyakarta:  Jurusan
Teknik Mesin STTNAS Yogyakarta.
[8]  Aisyah.  2011. Perubahan  Struktur  Mikro  dan  Sifat  Mekanik  Pada Pengelasan  Drum  Baja  Karbon  Wadah  Limbah  Radioaktif.
Yogyakarta: Pusat Penelitian Limbah Radioaktif BATAN.
[9] Suherman, Wahid. 1999. Ilmu Logam 2 . Surabaya : ITS Press.