e-ISSN Number 2655 2967
Available online at https://jurnal.teknologiindustriumi.ac.id/index.php/JCPE/index

## Journal of Chemical Process Engineering
Volume 7 Nomor 1 (tahun) SINTA Accreditation Number 28/E/KPT/2019 Published by *Corresponding Author Department of Chemical Engineering halimasiri@gmail.com Faculty of Industrial Technology Universitas Muslim Indonesia, Makassar Address Jalan Urip Sumohardjo km. 05 (Kampus 2 UMI) Journal History Makassar- Sulawesi Selatan Paper received : 09 Mei 2022 Email : Received in revised : 23 Mei 2022 jcpe@umi.ac.id Accepted : 01 Juni 2022

## Karakterisasi Sifat Mekanik Dan Struktur Mikro Assab 608 Hasil Perlakuan Panas Untuk Aplikasi Outer Oleo Strut Landing Gear
(Mechanical Properties And Micro Structure Characterization Of Assab 608 Results Of Heat Treatment For Outer Oleo Strut Landing Gear Applications)

## Muhammad Halim Asiri*
Universitas Muslim Indonesia, Jl. Urip Sumoharjo No.225, Kota Makassar 90231 , Indonesia
Kata Kunci: Outer oleo strut; ASSAB 608; perlakuan panas; karakterisasi.
Key Words : Outer oleo strut; ASSAB 608; heat treatment; characterization.

## Inti Sari
Outer  oleo  strut  adalah  salah  satu  komponen  landing  gear  yang    berfungsi  sebagai penopang benturan pendaratan dan meredam osilasi output vertikal. Outer oleo strut dibuat dengan  material  ASSAB 608  melalui  proses perlakuan  panas.  ASSAB  608  adalah baja paduan rendah dengan unsur pemadu utama yaitu chromium, molybdenum dan nikel. Baja jenis ini mempunyai keuletan, ketangguhan, kekuatan yang tinggi dan ketahanan terhadap beban  impak.  Metode  yang  digunakan  adalah  perlakuan  panas.  Proses  pemanasan dilakukan ditemperatur austenit (950ºC) ditahan selama 30 menit dan didinginkan secara cepat di oli, kemudian dilanjutkan dengan proses temper pada temperatur 300 ºC. Untuk mengetahui karakteristik hasil proses, maka dilakukan pemeriksaan komposisi, pengujian kekerasan, pengujian impak, dan pengujian metalografi.

## Abstract
The  outer  oleo  strut  is  one  of  the  components  of  the  landing  gear  that  functions  as  a support for landing collisions and dampens vertical output oscillations. The outer oleo strut is made with ASSAB 608 material through a heat treatment process. ASSAB 608 is a low alloy steel with the main alloying elements being chromium, molybdenum and nickel. This type of steel has ductility, toughness, high strength and resistance to impact loads. The  method  used  is  heat  treatment.  The  heating  process  is  carried  out  at  austenite temperature  (950ºC)  held  for 30 minutes and  cooled  rapidly  in oil,  then followed  by a tempering  process  at  a  temperature  of  300  C.  To  determine  the  characteristics  of  the results  of  the  process,  the  composition  examination,  hardness  test,  impact  test,  and metallographic test were carried out.
Seiring  dengan    perkembangan    manufaktur  di Indonesia,  terutama  dalam    bidang  transportasi  pada proses  pembuatan  pesawat  terbang  yang  telah mengalami  kemajuan  sangat  pesat.  Salah  satu komponen pesawat terbang yang sangat penting adalah landing  gear . Landing  gear merupakan  komponen yang  dibuat  dengan  struktur  paling  tangguh  diantara yang  lainnya  dikarenakan landing  gear akan menopang  pesawat  saat  landing  maupun take  off [1].
Dari  segi  urutan  mendesain,  landing  gear  merupakan komponen  utama  pada  pesawat  yang  terakhir dirancang. Outer  oleo strut adalah  salah  satu komponen  di landing  gear yang  berfungsi  sebagai sebuah    peredam    kejut    ( shock    absorber )  yang menopang  benturan  pendaratan  dan  meredam  osilasi output  vertikal Outer  oleo strut  umumnya  dibuat dengan  material  ASSAB  608  (AISI  4340).  ASSAB 608 adalah baja paduan rendah dengan unsur pemadu utama  yaitu  chromium,  molybdenum  dan  nikel. Baja jenis ini mempunyai keuletan, ketangguhan, kekuatan yang tinggi dan ketahanan terhadap beban impak. Oleh karena itu diperlukan material   yang   mampuni untuk mendukung operational conditions . Untuk meningkatkan  karakteristik  material  ASSAB  608 maka dilakukan proses perlakuan panas [2].
Proses  perlakuan  panas  berupa  pengerasan dilakukan  untuk  mendapatkan  sifat  mekanik  yang tangguh pada komponen outer outer oleo strut adalah proses perlakuan panas.
setiap  anailisis    QFD    untuk    tiap    kebutuhan konsumen,    yang    dianggap    sangat    penting    yaitu material  rangka  yang  kuat  tapi memiliki bobot yang ringan,  tingkat  kesulitan  persentase  tertinggi  yaitu pada  bagian  rangka  meja  25%,  pada  tingkat kepentingan yaitu pada bagian rangka meja 33%, dan pada  perkiraan  biaya  yaitu  pada  alat  bagian  rangka 50% [3]
Untuk menghasilkan suatu produk yang menuntut  keuletan  dan  perlu  dilakukan  proses pemanasan ulang atau temper.
Sifat  mekanik  dan  stuktur  mikro  paduan  terner Zr-Nb-Mo untuk biomaterial. Paduan zirkonium dapat digunakan  sebagai  bahan  implan.  Paduan  Zr-5Nb- xMo(x=  0,  1,  3  dan  5  %wt)  dilakukan  perlakuan pelarutan dengan variasi temperatur 900 o C, 950 o C dan 1000 o C  dengan  pendinginan  cepat  menggunakan medium air [4].

## METODE PENELITIAN

## Diagram Alir Penelitian
Gambar 1 : Diagram alir

## Alat dan Bahan
Adapun   peralatan   yang   di   pergunakan selama penelitian ini adalah:
1.     Tungku Pemanas( Resitance Furnace)
2.     Thermocouple Type-K
3.     Jangka sorong
4.     Penjepit spesimen
5.     Mesin grinding dan polishing
6.     Mikroskop optik
7.     Alat uji kekerasan Rockwell
8.     Gergaji tangan (sawing tool)
9.     Alat uji impak ferrous
10.   Mesin Low Speed Cutting tool
Bahan  yang  dipergunakan  dalam  penelitian  ini sebagai berikut:
1.     ASSAB 705 (baja AISI 4340)
2.     Resin dan hardener.
3.     Kertas  ampelas  grade  120,  240,  400,  600,
800, 1000, 1200 dan 2000.
4.     Larutan etsa nital 3%
5.     Kain Bludru
6.     Larutan alumina 0,03 mikron
Langkah-langkah Penelitian Persiapan Spesimen
Adapun  banyaknya  jumlah  spesimen  dalam penelitian ini berjumlah 3 spesimen, dengan perincian 1 spesimen non treatment, 2 spesimen uji impak hasil machining  (1  spesimen  treatment  sekaligus  untuk  uji kekerasan dan metallografi, 1 spesimen non treatment untuk uji kekerasan dan uji impak awal).

## Proses Heat Treatment
Salah saru specimen uji impak dilakukan proses perlakuan  panas  meliputi  hardening  dan  tempering. Proses  hardening  dilakukan  dengan  memanaskan specimen pada temperatur austenisasi sebesar 850 ℃, di  tahan  pada  temperatur  tersebut  selama  30  menit, lalu  di  quenching  ke  media pendingin oli sampai ke suhu  kamar.  Setelah  proses  hardening  dilakukan proses  tempering  pada  suhu  300℃  dan  ditahan  pada suhu tersebut  selama 20  menit,  lalu  diikuti  dengan pendinginan  di  udara terbuka.  Proses Heat  treatment lebih   jelas   di representasikan [5].

## Pemeriksaan Komposisi
Pengujian  komposisi  dilakukan  di  Metal Industries and Development Center (MIDC) Bandung. Pengujian  ini  menggunakan  alat  Oxford  Instrument PMI-Master Smart  Optical  Emission  Vacuum Spectrometric  Analysis untuk  baja  karbon  dan  baja paduan rendah. Pemeriksaan ini mengacu pada standar ASTM E415-99a.

## Pengujian Kekerasan
Sebelum  diuji  kekerasan,  spesimen dilakukan preparasi  awal  yaitu  membersihkan  dan  meratakan permukaan dengan mesin grinding dan kertas ampelas grade  60.  Pengujian  kekerasan  dilakukan    dengan mesin  uji  kekerasan  rockwell yang  mengacu  pada standard  ASTM  E18  [6]. Spesimen   yang   di   uji adalah      spesimen      non  treatment  dan  treatment. Spesimen treatment dilakukan beberapa kali pengujian yaitu  setelah  queching,  dan  tempering.  Proses pengujian kekerasan dilakukan sebanyak tiga kali [5].

## Pengujian Impak
Spesimen  Treatment  berupa  quenching  dan tempering  dilakukan  pengujian  impak  dengan menggunakan  mesin  uji  impak  ferrous.  Metode yang digunakan  adalah  metode  charpy.  Pengujian  ini mengacu pada standar ASTM E23. Spesimen bakalan yang berbentuk rounded di lakukan proses machining untuk  membentuk  spesimen  charpy  type  A  yaitu dengan takikan berbentuk V [7].
Pemeriksaan Metalografi
Metalografi  yang  dilakukan  adalah  metalografi kualitatif  untuk  mengobservasi  struktur  mikronya. Pemeriksaan  metalografi  ini  mengacu  kepada  ASTM E3 untuk persiapan spesimen dan langkah observasinya [3]

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil Pemeriksaan Komposisi
Berikut  ini  adalah  data  hasil  pemeriksaan komposisi untuk spesimen ASSAB 608 dibandingkan dengan standard komposisi dari suplier.
Tabel  1. Hasil  pemeriksaan  komposisi  kimia spektrometri dengan data supplier
Hasil Uji Spektrome tri Komposisi as received Unsur Persentase (%) Karbon (C) 0.33 0.36 Silika (Si) 0.32 0.25 Mangan (Mn) 0.79 0.70 Kromium (Cr) 1.66 1.40 Nikel (Ni) 1.51 1.40 Molybdenum (Mo) 0.28 0.20

## Hasil Pengujian Kekerasan
Berikut  adalah  tabel  dan    grafik  kekerasan spesimen setelah dilakukan proses perlakuan panas.
Tabel 2. Nilai pengujian kekerasan material Spesimen Nilai Kekerasan (HRC) rata-rata Non-Treatment 40 Treatment Oil Quench (850℃) 56 Tempering (300℃) 53
Gambar 2 . Grafik pengujian kekerasan

## Hasil Pengujian Impak
Hasil pengujian impak disajikan dibawah ini. Tabel 3 . Hasil pengujian impak
Data Jenis Perlakuan Quenching Tempering Material ASSAB 608 Temperatur uji (ºC)
2
7 Sudut Awal (º) 15 0 Sudut Akhir (º) 1 4 5 130 Energi     Impak (joule) 4,68 22,32
Gambar 3 . Perbandingan energi impak setiap spesimen
Gambar 4 : Morfologi perpatahan spesimen impak.
Dari gambar diatas terlihat (atas) material quench menunjukkan  perpatahan  getas  ditunjukkan  dengan sudut  perpatahan  90 0 C.  Material  tempering  (bawah) menunjukkan  perpatahan  campuaran  antara  getas dengan ulet yang menunjukkan terjadinya shear lip

## Hasil Pengamatan Mikrostruktur
Tabel 3.5 Struktur mikro dan deskripsi fasa
Gambar  5 :  Hasil  struktur  mikro  menggunakan mikroskop optik
Gambar  6  : Perhitungan  fraksi  fasa  menggunakan software kameramen Tabel 4 . Hasil perlakuan Quenching Begin End % Area Area 0 127 68.53 0.01 128 255 31.47 0.00 Total 100.0 0.01 Gambar diatas diperoleh melalui perlakuan quenching oil dengan  menggunakan  larutan  ETSA  Nital  3%, pembesaran 400x dengan fasa yang terlihat yaitu putih (ferit : 31,47%) dan hitam (perit 68,53).
Gambar 7 : Struktur tempering pembesaran 400x
Gambar  7  diperoleh  melalui  perlakuan quenching  oil dengan  menggunakan  larutan  ETSA  Nital  3%, pembesaran 400x.
Gambar  8. Struktur  mikro  tempering  pembesaran 1000x
Gambar  8  diperoleh  melalui  perlakuan  tempering dengan  menggunakan  larutan  ETSA  Nital  3%, pembesaran  400x  &  1000x  (ASM  Metal  Handbook Hal. 39 no. 303
Pembahasan
Pemeriksaan komposisi dilakukan untuk memastikan  spesimen  as    received    sesuai    dengan standar  data  shet  komposisi  kimia  dari  ASSAB 608. Dari  hasil  pengujian  komposisi  kimia  menggunakan spektrometri, persentase unsur-unsur kimia memenuhi standar.
Dari hasil pengujian kekerasan terjadi penurunan kekerasan  dari  nilai  kekerassan spesimen  quenching yaitu  56  HRC  menjadi  53 HRC  setelah  dilakukan proses    tempering.  Persentase  penurunan  sebesar 5,48%. Berdasarkan reference book failure analysis of heat  treated  steel  components,    untuk    kekerasan landing    gear  memiliki  rentang  kekerasan  52-56 HRC[8].
Pengujian  energi  impak  terhadap  spesimen quenching oli dan tempering menunjukkan terjadinya peningkatan  nilai  energi  yang  diserap oleh spesimen temper.  Energi  yang  mampu  diserap  spesimen tempering sebesar 22,32 joule dan spesimen quenching sebesar  4,68  joule  [9].  Dengan  peningkatan  energi impak,  spesimen  tempering  menjadi  lebih  tangguh ketika dikenai beban tiba- tiba.
Pemeriksaan  metalografi  kualitatif  terhadap material  quenching  memperlihatkan  fasa  martensit yang ditunjukkan dengan struktur hitam runcing. Pada material    yang    di    tempering    merujuk    pada  ASM Metal  Handbook  volume  7  hal  39  nomor  303 memperlihatkan  fasa  martensit  temper  [10].  Dengan hadirnya  martensit  temper  pada  struktur  mikro maka akan  berpengaruh  terhadap  sifat  mekanik  berupa turunnya nilai kekerasan sebagaimana yang ditunjukkan  oleh  pengujian  kekerasan.  Penurunan  ini terjadi  karena  selama  proses  tempering  terjadi transformasi  fasa  martensit  menjadi  fasa  martensit temper,  martensit  yang  terbentuk  dari  proses quenching  terdekomposisi  menjadi  fasa  sementit dan ferit.  Pada  proses  temper  terjadi  dekomposisi  fasa martensit  yang  keras  dan  kuat  menjadi  fasa  ferit  dan partikel-partikel  sementit.  Fasa  ferit  merupakan  fasa matrik  dengan  sifat  lunak  dan  ulet,  sedangkan  fasa sementit  yang  terbentuk  memiliki  sifat  yang  keras. Matrik yang ulet dengan sebaran partikel  yang   keras akan   menghasilkam  suatu  logam   yang   tangguh. Selain      itu      juga      pada  umumnya  terlihat  bahwa setelah  melalui  proses  tempering,  kekerasan  material ASSAB 608 menjadi menurun. karena melalui temper, kekerasan  dan  kerapuhan  dapat  diturunkan  sampai memenuhi persyaratan penggunaan. Kekerasan turun, ketangguhan dan keuletan baja akan meningkat.

## KESIMPULAN
Berikut  adalah  kesimpulan  yang  didapat  dari analisa ASSAB 608 untuk oleo strut pada landing gear pesawat terbang :
1.  Pemeriksaan    komposisi    kimia    menunjukkan komposisi  kimia  ASSAB  608  memenuhi  standar (EN 10250 36CrNiMo4)
2.  Proses        quenching         dan        tempering meningkatkan  nilai  kekerasan  ASSAB  608 dari kekerasan  awal.  Kekerasan  awal  pada  material ASSAB  608  adalah  40  HRC.  Kekerasan  material quenching  oli  sebesar  56  HRC  dan  tempering  53 HRC.
3.  Terjadi  penurunan  sudut  pantul  pada  material tempering.  Nilai  sudut  pantul  pada  impak  dari material  uji  (ASSAB  608)  setelah  melakukan quenching  oli  adalah  145º  dan  setelah  material  di temper adalah 130º.
4.  Energi        impak        setelah      proses        tempering meningkat  yaitu  sebesar  22,32  J  dari  4,68  J  pada proses quenching.
5.  Struktur  mikro  as  received  adalah  ferit  dan  perlit. Setelah    dilakukan    quenching    oli  terdapat  fasa martensit  yang  ditandai  dengan  warna  hitam. Struktur  mikro  proses  tempering  adalah  martensit temper. [3]

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  terutama  ditujukan  kepada pemberi  dana  penelitian  atau  donatur.  Ucapan  terima kasih dapat juga disampaikan kepada pihak-pihak yang membantu pelaksanaan penelitian.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  M.  B.  Son,  Lovely,  Firman  Zain,  “METAL : Jurnal  Sistem  Mekanik  dan  Termal  Analisis Respon Landing Gear pada Pesawat Tanpa Awak Saat Mendarat,” vol. 02, pp. 87–93, 2020.
[2]  A.  J.  Ramadhan,  I.  Agustina,  and  M.  Gufroni, “Perancangan  Visualisasi  Tiga  Dimensi  (3D) Pesawat Lepas Landas,” JOINTECS (Journal Inf. Technol. Comput. Sci. , vol. 2, no. 2, pp. 89–92,
2017, doi: 10.31328/jointecs.v2i2.476.
[3]  Nugroho Rizky, Handi, Yusrizal, and Sugiyanto Didik,  “Metalik:  Jurnal  Manufaktur,  Energi, Material  Teknik,” Met.  Manufaktur,  Energi, Mater.  Tek. ,  vol.  1,  no.  1,  pp.  39–45,  2022,
[Online].Available: http://https//journal.uhamka.ac.id/index.php/met alik.
[4]  D. S. Nur Alam, P. Ambardi, and D. H. Prajitno, “Pengaruh  Perlakuan  Pelarutan  Terhadap  Sifat Mekanik Dan Struktur Mikro Paduan Terner Zr- Nb-Mo Untuk Biomaterial,” Maj. Ilm. Pengkaj. Ind. ,  vol.  13,  no.  1,  pp.  15–22,  2019,  doi: 10.29122/mipi.v13i1.3089.
[5]  Y.  Hestiningrum,  “Pemodelan  dan  Analisis Pengaruh Perubahan Parameter Sistem Suspensi Oleo-Pneumatic  Terhadap  Gaya  Redam  Dan Gaya  Pegas  Serta  Respn  Dinamis  Penumpang Pesawat  Boeing  747-400  Saat  Proses  Landing Dan Takeoff,” 2016.
[6]  Paksy,  “Kerusakan  Nose  Wheel  Steering  Pada Pesawat  Boeing  737  –  200  Series,” Kerusakan Nose Wheel  Steer. Pada Pesawat  Boeing  737  – 200 Ser. , vol. 4, no. 1, pp. 39–53, 2017.
[7]  M. F. Rahman, P. Sarjana, J. T. Mesin, and F. T. Industri,  “Sisi  Kompresi  Dan Ekspansi  Dengan Variasi  Diameter  Piston  ,  Orifice  ,  Piston  Rod Terhadap  Gaya  Redam  Dan  Respon  Dinamis Sepeda  Motor  Yamaha  Mio  J  Modelling  and Analysis  of  the  Effect  of  Compression  and Expansion Sides Area With Variation of Piston , Orifi,” 2017.
[8]  A. Alhamidi, “Proses Quenching and
Partitioning  Terhadap  Sifat  Mekanik  Baja Karbon  Medium,” J.  Rekayasa  Mesin ,  vol.  15, no. 2, p. 118, 2020, doi:
10.32497/jrm.v15i2.1869.
[9]  I.  Fadhilah,  “Analisis  Struktur  Mikro  ( Metalografi ),” J. Ilm. , p. 1, 2018.
[10]  B.  Hermani,  “Identifikasi  Sukucadang  Sepeda Motor Standar Pada Beban Hubungan
Karakterisasi  Dan  Kuantitatif  Bahan  Baja  Asli Abstrak Metallograpi,” vol. 10, no. 1, pp. 33–46, 2019.