## PENGARUH TEMPERING PADA BAJA St 37 YANG MENGALAMI KARBURASI DENGAN BAHAN PADAT TERHADAP SIFAT MEKANIS DAN STRUKTUR MIKRO
Sasi Kirono, Azhari Amri Jurusan Mesin, Universitas Muhammadiyah Jakarta
Abstrak: Proses  perlakuan  panas  yang  diberikan  pada  St  37  pada  penelitian  ini  ialah karburasi  dengan  bahan  padat  dengan  temperatur  900ºC  selama  2  jam,  dilanjutkan  proses quenching dengan media oli setelah itu ditemper pada temperatur 150ºC, 250ºC, 300ºC masing- masing  selama  1jam.  Kemudian  dilakukan  proses  pengujian  mekanis  dan  struktur  mikro  untuk mengetahui  pengaruh  perlakuan  panas  yang  diberikan.Dari  hasil  pengujian  didapatkan  bahwa material  yang  ditemper  pada  suhu  150ºC  memiliki  nilai  kekuatan  tarik  tertinggi  (  u)  sebesar 598.53  N/mm²  dan  nilai  kekerasan  sebesar  294  HB,  sedangkan  temperatur  tempering  250ºC menghasilkan nilai kekuatan tarik terendah (  u) yaitu 542.8 N/mm² serta nilai kekerasan sebesar 254.66  HB.Peningkatan  mekanis  juga  dipengaruhi  oleh  kadar  karbon  dalam  baja,  baja  yang mengandung  unsur  karbon  lebih  banyak  menghasilkan  sifat  mekanis  lebih  tinggi.Dari  hasil pengamatan    metalografi  masing-masing  benda  uji  terlihat    struktur –struktur  ferit,  pearlit  dan martensit.
Kata kunci : struktur mikro, baja st 37

## PENDAHULUAN
Pesatnya  perkembangan  industri  pada  saat  sekarang  ini  khususnya  industri  permesinan ikut memacu perkembangan teknologi pembuatan material dasar seperti baja. Mengingat kondisi tersebut,  dibutuhkan  sifat-sifat  mekanis  yang  memadai,  sehingga  umur  pakainya  dapat ditingkatkan.  Untuk  mengatasi  hal  tersebut,  biasanya  komponen  permesinan  dilakukan  proses perlakuan panas.
Baja St 37 yang setara dengan  AISI 1045 dengan komposisi kimia 0.5% C, 0.8% Mn, dan 0.3%  Si,  adalah  salah  satu  baja  yang  dihasilkan  untuk  pembuatan  berbagai  komponen permesinan.  Untuk memperbaiki sifat-sifat mekanis pada baja  St  37 maka diberlakukan proses perlakuan panas, dengan cara pengerasan permukaan ( Carburizing). Salah  satu  proses  pengerasan  permukaan  adalah  karburasi  padat,  yang  bertujuan meningkatkan  kadar  karbon  (C)  dilapisan  permukaan  baja  sehingga  didapatkan  kekerasan permukaan  kekerasan  yang  lebih    besar  dari  bagian  dalamnya.  Proses  karburasi  padat  dapat menghasilkan perbaikan sifat-sifat mekanis komponen permesinan antara lain :
1.  Peningkatan kekerasan permukaan.
2.  Peningkatan ketahanan aus terhadap permukaan kontak.

## LANDASAN TEORI
Baja  merupakan  paduan,  yang  terdiri  dari  besi,  karbon  dan  unsur  lainnya.  Baja  dapat dibentuk melalui pengecoran, pencanaian atau penempaan. Karena penggunaannya sangat luas maka  berbagai  pihak  sering  mengklasifikasikan  baja  antara  lain  menurut  cara  pembuatannya, penggunaannya,  kekuatannya,  menurut  struktur  mikronya  dan  menurut  komposisi  kimianya. Menurut  komposisi  kimianya  baja  dapat  dibagi  menjadi  dua  kelompok  besar  yaitu  baja  karbon dan baja paduan.
Baja karbon juga mengandung unsur lain selain besi  dan karbon, seperti mangan, silikon, dan unsur-unsur lainnya seperti fosfor dan sulfur.
Secara garis besar baja karbon dapat dikelompokkan sebagai berikut :
1.  Baja karbon rendah : Kadar karbon (C) < 0.30%
2.  Baja karbon sedang : Kadar karbon (C) < 0.30 – 0.70 % 3.  Baja karbon tinggi   : Kadar karbon (C) < 0.70 – 1.40%
Baja  paduan  adalah  baja  yang  dibentuk  sesuai  dengan  tujuan  yang  diinginkan  untuk meningkatkan  sifat-sifat  mekanik  ataupun  sifat  dasar  pada  baja  tersebut  yang  disesuaikan dengan unsur dasar pada baja tersebut. Pada baja paduan ini terbagi menjadi 2 jenis, yakni:Baja paduan rendah (unsur paduan khusus < 8.0 %),Baja paduan tinggi       ( unsur paduan khusus > 8.0 %).

## Karakteristik Baja St 37 (AISI 1045)
Baja  St  37 adalah  baja karbon sedang  yang setara dengan  AISI 1045, dengan  komposisi kimia    Karbon    :  0.5  %,  Mangan    :  0.8  %,  Silikon      :  0.3  %  ditambah  unsure  lainnya.Dengan kekerasan  170  HB  dan  kekuatan  tarik  650  -  800  N/mm2.  Secara  umum  baja  St  37  dapat digunakan  langsung  tanpa  mengalami  perlakuan  panas,  kecuali  jika  diperlukan  pemakaian khusus.

## Proses Pengerasan
Proses pengerasan (Hardening) dilakukan pada logam, agar logam tersebut mendapatkan kekerasan yang lebih tinggi. Pengerasan merupakan salah satu proses perlakuan panas, dimana baja dipanaskan pada suhu tertentu di atas temperatur kritis (Ae3) dan kemudian ditahan sampai beberapa lama. Kemudian dicelup ke dalam air, minyak atau air larutan garam tergantung pada tipe baja tersebut.
Untuk baja Hypoeutektoid pemanasan dilakukan pada 300C - 500C diatas garis Ae3 pada baja  ini  sturktur  mikronya  adalah  Ferrite  +  Pearlite  berubah  menjadi  struktur  Austenite. Sedangkan baja Hypereutektoid bila dipanaskan pada suhu 300C - 500C diatas garis Ae1, maka strukturnya  Pearlite.  Pada  gambar  2.1.  terlihat  diagram  pendinginan  untuk  baja  Hypoeutektoid, dan  dari  diagram  pendinginan  tersebut  dapat  dilihat  pengaruh  kecepatan  pendinginan  serta struktur mikro yang terbentuk dari variasi kecepatan pendinginan yang diberikan.
Pada  dasarnya  diagram  pendinginan  isothermal  dapat  berubah  letaknya  sesuai  dengan komposisi  dari  karbon.  Semakin  besar  komposisi  karbon  maka  hidung  kurvanya  akan  menjauhi sumbu  Y,  dan  semakin  memberikan  kesempatan  pada  material  untuk  bertransformasi  dengan sempurna ke struktur  yang diharapkan, seperti struktur Martensite,  yang pada  diagram IT untuk baja  karbon  Hypoeutectoid,  waktu  yang  ada  sangat  sempit  untuk  dapat  membentuk  struktur Martensite pada proses pendinginan cepatnya.

## Terjadinya Pengerasan Lapisan Permukaan
Proses  pengerasan  lapisan  permukaan  baja      dilakukan  dengan  cara  menjenuhkan permukaan baja dengan karbon atau dengan unsur lainnya seperti pada gambar 2.2. Pada saat itu  baja  menyerap  unsur  yang  dijenuhkan  tadi  sehingga  mengubah  kadar  karbon  yang  terjadi pada permukaan baja tersebut.
Penetrasi  lebih  dalam  akan  tergantung  kemampuan  unsur  ini  membentuk  larutan  padat dengan  baja.  Unsur-unsur  yang  akan  dilakukan  dalam  industri  pada  saat  ini  untuk  pengerasan lapisan  permukaan  adalah  karbon,  nitrogen,  silikon  dan  alumunium  yang  dapat  membentuk larutan padat.
Naiknya temperatur pada pengerasan lapisan mempengaruhi struktur baja secara terbalik. Pada temperatur tinggi struktur baja di bagian dalam rusak. Pada perlakuan pengerasan lapisan permukaan  pada  suhu  tinggi  memberikan  perbedaan  yang  besar  pada  distribusi  karbon  pada lapisan  difusi.  Dengan  naiknya  temperatur  tidak  hanya  kecepatan  difusi  dari  elemen  baja  naik, tetapi juga kecepatan unsur ini ditransfer dari media sekitar ke permukaan baja naik dengan lebih cepat.  Dengan  kata  lain  jumlah  atom  yang  terabsorbsi  pada  permukaan  benda  lebih  besar daripada  yang  dapt  berdifusi  ke  dalam  baja,  sehingga  konsentrasi  atom  yang  sangat  tinggi mengarah pada paduan kimia (karbida, nitrida, dst) yang menyebabkan kerapuhan pada lapisan permukaan.

## Karburasi (Carburizing)
Karburasi  adalah  proses  pengkayaan  lapisan  benda  kerja  dengan  karbon  melalui perlakuan  termokimia.  Umumnya  diterapkan  pada  jenis  baja  yang  mengandung  kadar  0.2%  C atau  lebih  rendah  lagi.    Perlakuan  karburasi  terhadap  baja  dapat  meningkatkan  sifat-sifat mekanis baja seperti meningkatkan ketahanan aus karena permukaan benda kerja tinggi.
Pada  proses  karburasi  padat  harus  diatur  sehingga  didapat  kadar  karbon  pada  lapisan permukaan benda antara 0.8 % - 0.9 %, dalam kasus lain tidak lebih dari 1 % kadar karbon, lebih tinggi  dari  1  %  tidak  diinginkan,  karena  dengan  kadar  karbon  yang  relatif  tinggi  lapisan permukaan  sangat rapuh karena terbentuknya jaringan sementit.
Penempatan  benda  memerlukan  perhatian  untuk  memastikan  campuran  yang  digunakan cukup  memberi  karbon  yang  diperlukan,  dimana  permukaan  dari  komponen  dipisahkan  oleh campuran  karburisasi  dan  tidak  ada  komponen  bersinggungan  dengan  sisi  kotak  seperti  pada gambar 1.
Jarak antara komponen bahan yang dikarburisasi tidak kurang dari 20 mm sampai 25 mm sama seperti dengan dinding kotaknya. Setelah pemasukan selesai dan media karburisasi sedikit dipadatkan, kotak ditutup dan semua bagian yang terbuka direkat dengan tanah liat atau clay. Ini untuk  mencegah  penetrasi  udara  ke  dalam  kotak  atau  media  karburisasi  akan  terbakar  selama pemanasan  dan  benda  akan  teroksidasi.  Kotak  kemudian  dimasukkan  ke  dapur  pemanas  dan dipanaskan  hingga  temperatur  8600C  sampai  9200C.  Suhu  ditahan  pada  suhu  karburisasi selama beberapa jam untuk mendapatkan lapisan yang dikehendaki.

## .

## Gambar 1. Penampang Kotak Karburisasi
a). Penempatan benda salah b). Penempatan benda benar
Selama  pemanasan  dalam  kotak  karburisasi  terbentuk  dua  gas  yaitu  karbon  dioksida (CO2)  dan  karbon  monoksida  (CO).  Gas-gas  ini  pertama-tama  didapat  sebagai  oksidasi  dari karbon karburiser oleh oksigen  yang  ada pada rongga dari campuran karburasi. Proses  ini bisa dinyatakan sebagai berikut
C + O2 CO2 (2.1) 2C + O2 CO (2.2)
Sumber  karbon  dioksida  yang  lain  adalah  barium,  kalsium,  natrium  karbonat  yang ditambahkan  pada  media  karburisasi  karena  transport  dengan  mengandalkan  gas  dalam  kotak sering kali tidak memadai. Zat di atas berfungsi sebagai energizer yang berdekomposisi selama pemanasan.
BaCO3 BaO + CO2 (2.3) Na2CO3 Na2O + CO2 (2.4) Dengan adanya media karburisasi kesetimbangan terjadi antara 2 gas CO dan CO2 CO2 + C 2CO (2.5)
Pada suhu 9000C  yang  biasanya merupakan  temperatur karburisasi kesetimbangan  yang ada  sekitar  96%  CO  dan  4%  CO2.  Pada  temperatur  9000C  kesetimbangan  gas-gas  yang  ada akan memberikan konsentrasi karbon pada permukaan baja antar 0.7%  - 1.2%. Jika kandungan CO2 turun hingga 2% akan terbentuk Fe3C dan sebaliknya juga karena suatu sebab kandungan CO2  naik,  kandungan  karbon  pada  permukaan  akan  turun.  Sebagai  contoh  pada  9000C,  6% CO2 menghasilkan sekitar 0.7% C dan 14% CO2 menghasilkan sekitar 0.3% C. Reaksi karburisasi yang utama terjadi pada permukaan komponen baja :
2CO CO2 + C (2.6)
Pada  karburisasi  padat  media  harus  dalam  bentuk  padat,  dan  praktis  semua  bentuk material karbon padat bisa digunakan atau dicoba. Komponen utama dari karburisasi adalah batu bara,  lebih  baik  lagi  arang,  karena  batu  bara  bitumen  tidak  cocok  sebab  kandungan  sulfurnya. Dalam beberapa campuran karburisasi arang digantikan batu bara. Tetapi campuran karburisasi  yang  terdiri  dari  arang  saja  atau  kokas  saja  menghasilkan  efek  karburisasi  yang lemah.  Untuk  meningkatkan  satu  atau  lebih  campuran  kimia  ditambahkan  pada  campuran karburisasi yang berfungsi sebagai energizer. Energizer bisa terdiri dari barium, kalsium, natrium karbonat.  Fungsinya  adalah  menghasilkan  CO2  yang  bereaksi  dengan  karbon  untuk meningkatkan konsentrasi CO. Tabel 2.1. memberikan komposisi dari campuran karburisasi yang sering digunakan dalam praktek.
Kotak karburisasi harus ditempatkan dalam dapur dengan suhu 7000C dan perlahan-lahan dinaikkan  sampai  suhu  karburisasi.  Dalam  praktek  waktu  pemanasan  adalah  tertentu  untuk masing-masing  kotak,  kira-kira  dapat  diasumsikan  bahwa  setiap  tebal  atau  tinggi  70  mm  dari kotak memerlukan sekitar 2 jam pemanasan. Kotak ditahan pada temperatur karburisasi selama waktu  yang  tergantung  pada  kedalaman  karburisasi  yang  diperlukan.  Diharapkan  dapat dihasilkan kedalaman 0.1 mm dengan menahannya pada temperatur karburisasi selama 1 jam.
Kedalaman  karburisasi  berarti  jarak  di  bawah  permukaan  sampai  konsentrasi  karbon tertentu atau dapat juga berarti kedalaman total penetrasi karbon. Kedalaman karburisasi selain dipengaruhi  oleh  temperatur  dan  waktu  juga  tergantung  pada  potensial  karbon  dari  media karburisasi serta komposisi baja, gambar 2.
Gambar 2. Diagram kekerasan baja yang diberi penglapisan permukaan. Kedalaman  pengerasan lapisan lapisan permukaan dalam grafik adalah 1,15 mm.
Di  dalam  komposisi  baja  yang  dikarburisasi,  potensial  karbon  atmosfir  lebih  tinggi  dari potensial karbon permukaan baja. Bila potensial karbon pada atmosfir lebih rendah dari potensial karbon  pada  permukaan  baja,  maka  karbon  akan  ditransfer  dari  baja.  Potensial  karbon didefinisikan sebagai kandungan karbon foil baja jika keadaan setimbang terjadi antara potensial karbon media karburisasi dengan kandungan karbon foil. Ketergantungan kedalaman karburisasi pada potensial karbon dan waktu karburisasi diperlihatkan pada gambar 5.
Gambar 3. Profil kadar karbon dari lapisan karburisasi vs potensial karbon dan lamanya waktu karburisasi untuk plain carbon steel pada 9000C.

## Perlakuan Panas Setelah Pencelupan
Sesudah  karburisasi  biasanya  dilakukan  heat  treatment  (perlakuan  panas).  Ini  diperlukan karena  alasan  berikut.  Pertama,  jika  baja  berstruktur  butir  kasar  sehingga  bagian  intinya  akan juga berstruktur kasar akibat lama ditahan pada suhu tinggi dan harus diperbaiki. Kedua, sering terdapat  jaringan  sementit  yang  memberikan  kerapuhan  yang  harus  dihindari.  Ketiga,  benda karburisasi diharapkan mempunyai ketahanan gesek dan kekuatan impak sebesar mungkin.

## Kekuatan Tarik
Kekuatan  tarik  atau  kekuatan  tarik  maksimum  (Ultimate  Tensile  Strength),  adalah  beban maksimum berbanding terbalik dengan luas penampang lintang awal benda uji.
s P A maks  0
Dimana : su    =  Kekuatan tarik maksimum (N/mm2) A0   =  Luas penampang awal lintang benda uji (mm2) s      = Tegangan tarik maksimum (N)
Untuk logam-logam yang liat kekuatan tariknya harus dikaitkan dengan beban maksimum, dimana  logam  dapat  menahan  beban  sesumbu  untuk  keadaan  yang  sangat  terbatas.  Akan ditunjukkan  bahwa  nilai  tersebut  kaitannya  dengan  nilai  logam  kecil  sekali  kegunaannya  untuk tegangan  yang lebih kompleks,  yakni  yang biasanya  sering ditemui. Untuk beberapa lama telah menjadi  kebiasaan  mendasar  kekuatan  struktur  pada  kekuatan  tarik,  dikurangi  dengan  faktor keamanan.

## Pengukuran Batas Luluh (Yielding)
Tegangan  dimana  Deformasi  Plastik  mulai  teramati  tergantung  kepada  kepekaan pengukuran  regangan.  Dimana  bahan  mengalami  perubahan  sifat  dari  elastik  menjadi  plastik yang berlangsung sedikit demi sedikit, dan titik dimana deformasi plastik mulai terjadi dan sukar ditentukan secara teliti.
Kekuatan  Luluh  adalah  tegangan  yang  dibutuhkan  untuk  menghasilkan  sejumlah  kecil deformasi  plastis  yang  ditetapkan.  Definisi  yang  sering  digunakan  adalah  kekuatan  luluh  offset ditentukan  oleh  tegangan  yang  berkaitan  dengan  perpotongan  antara  tegangan  regangan dengan garis  yang sejajar  dengan elastis offset kurva oleh regangan tertentu.  Di Amerika offset biasanya ditentukan sebagai regangan 0.2 atau 0.2% (e = 0.002 atau 0.001).

## Pengukuran Keliatan (Keuletan)
Cara yang biasa digunakan untuk pengukuran keuletan yang diperoleh dari uji tarik adalah regangan pada saat patah (ef) dan pengukuran luas pada patahan (q). Kedua sifat ini didapatkan setelah  terjadi  patah,  dengan  menaruh  benda  uji  kembali  dan  mengukur  panjang  setelah  patah dan luas penampang setelah patah.
 f L L L x f   0 0 100%
Dimana : Lf =  Panjang spesimen setelah putus (mm) L0 =  Panjang spesimen awal (mm)  f =  Regangan maksimum (%)
Bahan yang ulet biasanya mempunyai penyusutan penampang yang besar sebelum patah, perpanjangan  merupakan  ukuran  regangan  plastik  sedangkan  penyusutan  penampang merupakan  ukuran  susut  plastik.  Dan  bahan  yang  ulet  biasanya  mempunyai  nilai  yang  tinggi untuk kedua besaran dan bahan yang getas nilainya mendekati nol.

## Kekerasan
Kekerasan  adalah  sifat ketahanan  bahan  terhadap  deformasi  plastis  karena pembebanan setempat pada permukaan berupa penekanan atau goresan.
Penentuan kekerasan dengan beban penekanan ialah pengukuran yang dilakukan oleh : a. Brinell
b. Vickers
c. Rockwell
Ketiga  proses  ini  dapat  dilakukan  pada  satu  pesawat,  perbedaannya  adalah  sistim percobaan  dan  peralatannya  yang  dapat  ditukar-tukar.  Dan hasil  dari ketiga  percobaan  ini  tidak jauh berbeda.

## METODE PENELITIAN
Tahap  awal  dari  pelaksanaan  pengujian  adalah  persiapan  benda  yang  akan  diuji.  Jenis benda  yang akan diuji adalah baja St 37 dengan panjang 200 mm dan diameter 14 mm. Benda yang  akan  diuji  diberi  penandaan  terlebih  dahulu  sesuai  dengan  tiap  kondisi  tempering  setelah proses  karburasi.  Penandaan  terdiri  dari  karburasi  temper  150oC,  karburasi  temper  250oC, karburasi  temper  300oC  dengan  waktu  tetap  yaitu  60  menit.  Masing-masing  terdiri  dari  3  buah benda uji.  Untuk mempermudah dalam proses penelitian  maka perlu adanya diagram alir (Flow Chart) pengujian yang terdapat pada gambar 6.

## Prosedur Pengujian Kekerasan
Uji  kekerasan  dilakukan  untuk  mengetahui  perubahan  distribusi  kekerasan  lapisan karburasi  dari  suatu  material,  hingga  dapat  diperkirakan  akan  tahan  aus,  ketahanan  terhadap tekanan  dan  goresan  akibat  pengaruh  perlakuan  panas  serta  variasi  pendinginannya  terhadap nilai  kekerasan  dari  spesimen  asli  yang  diuji.  Pada  penelitian  ini  digunakan  alat  uji  kekerasan Multitester  Hardness  Equotip  dan  nilai  kekerasan  yang  digunakan  adalah  Brinell  Hardness Number  (BHN).  Untuk  setiap  spesimen  dilakukan  uji  kekerasan  hal  ini  dilakukan  untuk  lebih mengoptimalkan nilai rata-rata dari kekerasan material tersebut. Material asli yang dipakai untuk uji kekerasan merupakan seluruh spesimen yang akan dikenakan perlakuan panas.

## Prosedur Pengujian Tarik
Pengujian  tarik  bertujuan  untuk  mengetahui  sifat-sifat  mekanis  bahan  yang  meliputi kekuatan  tarik,  kekuatan  luluh,  perpanjangan  total,  bahan  atau  material.          Pengujian  tarik dilakukan dengan menggunakan mesin uji tarik dengan beban tarik maksimum 30.000 Kgf. Untuk satu jenis spesimen dan  3  macam variasi  perlakuan,   yaitu 3 x 3 (jumlah variasi perlakuan)  = 9 spesimen uji tarik.  Sedangkan alat yang digunakan Universal Testing Machines.
Pengujian  tarik  dilakukan  dengan  penambahan  beban  secara  perlahan-lahan.  Mula-mula akan terjadi pertambahan panjang yang sebanding dengan penambahan gaya yang bekerja.
Keseimbangan  ini  berlangsung  terus  sampai  beban  mencapai  batas  titik  perbandingan. Setelah  itu  pertambahan  panjang  yang  terjadi  sebagai  akibat  penambahan  beban  tidak  lagi berbanding  lurus,  pertambahan  beban  yang  sama  akan  menghasilkan  pertambahan  panjang tanpa  ada  penambahan  beban,  batang  uji  bertambah  panjang  dengan  sendirinya.  Hal  ini dikatakan mengalami “ Yield (luluh)”. Keadaan ini terus berlangsung sampai terjadi penambahan panjang  lagi  (tidak  proporsional  lagi)  hingga  ketempat  maksimum  sampai  akhirnya  batang  uji putus.

## Pengujian Metallografi
Tujuan dari pengujian metallografi adalah  untuk mempelajari dan mengidentifikasi keadan struktur  dari  suatu  bahan  logam,  penyimpangan  struktur  dari  suatu  bahan  logam    setelah dilakukan  proses  Heat  Treatment,  proses  pendinginan  dan  variasi  temperatur  pada  proses temper, dengan cara pengamatan terhadap jenis dan bentuk struktur mikro  yang terjadi. Alat uji yang digunakan pada penelitian ini adalah Metallurgical Microscope dengan kapasitas magnifican 10-800 X.

## DATA DAN ANALISA PENGUJIAN
Dari  pengujian  tarik  yang  telah  dilakukan,  diperoleh  hasil-hasil  pengujian  seperti  gaya maksimum,  gaya  pada  saat  luluh,  pertambahan  panjang  dan  lainnya.  Untuk  melihat  kekuatan masing-masing benda uji, maka dilakukan perhitungan-perhitungan yang sesuai dengan data dan rumus  yang  ada.  Dari  hasil  pengujian  tersebut  diolah  untuk  mendapatkan  sifat  mekanis  dari pengujian tarik setiap benda uji, seperti kekuatan tarik, kekuatan luluh, dan regangannya.

## DIAGRAM ALIR PENELITIAN
Gambar 4. Diagram Alir Pengujian Perhitungan Hasil Uji Tarik
a.  Kekuatan  Tarik  didapat  berdasarkan  perhitungan  berikut  ini,  untuk  benda  uji  pertama pada  temperatur tempering 150o C diperoleh :
Mulai
Pengambilan Spesimen Baja St 37
Perlakuan Panas, Karburasi T = 900o C t = 120 menit Pendinginan Dengan Oli Temper T = 300 t = 1 jam Pengujian Kekerasan Pengujian Tarik Pengujian Metallografi Data Hasil Pengujian Pembahasan Kesimpulan Selesai Temper T = 250 t = 1 jam Temper T = 150 t = 1 jam
Keterangan : Diameter benda uji 14 mm
Fu               98100 N σ u   =              =                         =  637.42 N/mm2 Ao           153.9 mm2
b.  Kekuatan  Luluh  didapat  berdasarkan  perhitungan  berikut  ini,  untuk  benda  uji  pertama pada temperatur tempering 150oC diperoleh :
Fy              85347 N σ y   =              =                         =  554.56 N/mm2 Ao            153.9 mm2
c. Elongasi adalah rasio antara pertambahan panjang setelah patah dengan panjang awal.
Untuk benda uji pertama pada temperatur tempering 150oC diperoleh :
Lf – Lo                                           113 -112
ε f   =                        x 100 % X 100 % = 0.89 % Lo                                                  80
Untuk data selanjutnya, dapat dilihat pada table 1.

## Data Hasil Uji Kekerasan
Pengujian  ini  dilakukan  dengan  metode  Brinell.  Alat  yang  digunakan  dalam  pengujian  ini adalah  Multitester  Hardness  Equotip.  Penjejakan  dimulai  dari  benda  uji  dengan  pendinginan media  oli  dilanjutkan  temper  150oC,  250oC,  300oC.  Hasil  dari  pengujian  ini  dapat  dilihat  pada table  1.
Tabel 1. Perhitungan Hasil Rata – Rata Pengujian Mekanis Benda Uji  y  rata-rata (N/mm2)  max rata-rata (N/mm2)  rata-rata (%) Kekerasan (HB) Sampel Awal 522.17 701.17 - 192 Temper 150o 427.49 598.53 8.03 294 Temper 250o 389.25 542.8 13.38 254.66 Temper 300oC 351.55 597.05 13.68 262.33

## Struktur Mikro Hasil Pengujian Metallografi
Pengambilan gambar baja St 37 dilakukan dengan pembesaran 200X dan 400X  Berikut ini diperlihatkan  foto-foto  hasil  pengamatan  metallografi  dengan  mikroskopik,  hasil  foto  sebelum proses karburasi dan sesudah proses karburasi berupa  penyebaran bentuk struktur mikro logam.

## Analisa Kekuatan Tarik
Pada  umumnya  karburasi  padat  diterapkan  pada  bahan  uji  karbon  rendah  yang mengandung kadar 0.2% C atau lebih rendah lagi. Dimana setelah proses karburasi didapatkan kadar karbon pada  lapisan  permukaan  benda  antara  0.8%  -  0.9%  C  dan  tidak  lebih  dari 1%  C. Karena dengan kadar karbon yang relatif tinggi lapisan permukaan  menjadi sangat rapuh.  Pada Gambar  4.3  dapat  dilihat  perbedaan  kekuatan  tarik  masing-masing  temperatur  tempering, kekuatan  tarik  terendah  terjadi  pada  benda  uji  yang  mengalami  temperatur    tempering  250oC, yaitu dengan ha rga σu = 592.8 (N/mm2). Sedangkan kekuatan tarik tertinggi terjadi pada benda uji pada temperatur tempering 150oC, yaitu σu = 598.53 N/mm2.
200                         192 BHN                                           400 X                       192 BHN
Gambar 5.  Struktur Mikro baja St 37 tanpa proses karburasi  pembesaran 200 X dan 400 X, ferit dan perlit.
200 X 294 BHN                                                400 X 294 BHN
Gambar 6.Struktur mikro baja St 37 dengan proses karburasi pada     temperatur 900oC dengan waktu tahan 2 jam dan proses tempering pada temperatur  150oC, martensit.

## Analisa Regangan
Pada  gambar  4.3.  kita  bisa  melihat  perbedaan  nilai  regangan  masing-masing  variasi temperatur  temper.  Nilai  regangan  (elongasi)  tertinggi  terjadi  pada  benda  uji  yang  mengalami proses tempering pada temperatur 300oC, dengan nilai ε = 13.68 %.
Sedangkan  nilai  regangan  terendah  terjadi  pada  benda  uji  yang  mengalami  proses tempering  pada temperatur  150oC,  yaitu  dengan  nilai  yang  sama  rata  ε  =  8.03  %.  Perlakuan panas  juga  mempengaruhi  elastisitas  bahan,  semakin  lunak  bahan  maka  semakin  besar  nilai elongasinya, begitu juga semakin getas bahan maka nilai elongasinya semakin kecil.

## Analisa Nilai Kekerasan
Proses  karburisasi  yang  diberikan  terhadap  benda  uji  mempengaruhi  nilai  kekerasan  dari baja  tersebut.  Nilai  kekerasan  material  merupakan  fungsi  kandungan  karbon,  temperatur  dan waktu  tahan  suhu  austenisasi.  Proses  karburisasi  menghasilkan  peningkatan  nilai  kekerasan yang cukup tinggi.
Dapat dilihat pada gambar 4.3, nilai kekerasan tertinggi pada benda uji atau material yang mengalami  proses  penemperan  temperatur  150o  C,  yaitu  dengan  BHN  294.  Sedangkan  nilai kekerasan  terendah  terjadi  pada  benda  uji  yang  mengalami  temper  250oC,  yaitu  dengan  BHN

## 254.66.
Gambar 7. Diagram Balok Hubungan antaraTemperatur tempering terhadap Tegangan Tarik, Tegangan Luluh, Regangan, Kekerasan.
Keterangan gambar 4.3 : No.1. Sampel Awal No.2. Tempering 150º C No.3. Tempering 250º C No.4. Tempering 300º C Analisa Struktur Mikro
Dari  pengamatan  terhadap  struktur mikro  untuk  sample  awal  (gambar  4.1)  struktur   mikro yang  terbentuk  adalah  ferit  dan  perlit.  Sedang  untuk  benda  uji  proses  karburasi  dengan  suhu penemperan  150oC,  250oC  dan  300oC  (gambar  4.2)  struktur  mikro  yang  terbentuk  adalah martensit, yang terlihat berbentuk warna gelap.

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisa yang dilakukan terhadap hasil penelitian proses karburasi padat pada baja ST 37, maka dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu tegangan tarik maksimum dan tegangan yield maksimum  terdapat pada benda uji yang mengalami  temper 150o C,  yaitu σu = 598.53 N/mm2 dan σy = 427.49 N/mm². Sedangkan regangan maksimum terdapat pada logam atau  benda  uji  yang  mengalami  proses  temper    300oC,  yaitu  ε  =  13.68  %.  Sifat  kekerasan meningkat  setelah  proses  karburasi,  karena  bertambahnya  komposisi  karbon  dalam  material. Disini  terlihat  bahwa  kekerasan  sebelum  karburasi  adalah  192  BHN.  Kekerasan  maksimum terdapat pada logam atau benda uji yang mengalami proses     temper 150oC, yaitu HB = 294.
Untuk  hasil  pengujian  metallografi  masing-masing    struktur  mikro  yang  terbentuk  adalah Martensite.

## DAFTAR PUSTAKA
Amstead  B.H./  Sriatie  Djaprie , “Teknologi  Mekanik” ,  Edisi  ketujuh,  Jilid  I,  Erlangga,  Jakarta, 1997 Dieter.G.E . “ Metalurgi Las ”, Gramedia Pustaka , Jakarta 1989 Dieter. G.E. “ Metalurgi Mekanik ”, penerjemah Sriati Djaprie, Edisi ketiga,Jilid I, Erlangga ,Jakarta, 1987 Prof. Ir. Tata Surdia MS. Met.E. / Prof. Dr.Shinroku Saito. “ Pengetahuan bahan  teknik ”,   edisi V, Pradnya Paramita, Jakarta, 2000 Rachmat Supardi , “ Pengetahuan Material ”,Tarsito, Bandung, 1997 Thellning, Karl Eric. “ Steel and its Heat Treatment ”, Bofors Hand Book, London, 1975 Tunggul M.  Sitompul, “ Perlakuan  Panas  Pada  Logam ”, Universitas Kristen Indonesia, Jakarta, 1998 Van  Vlack  Lawrence  H  /  Sriati  Djaprie , “ Ilmu  dan  Teknologi  Bahan ”, Edisi kelima , Erlangga, Jakarta, 1992 Zacharov,B., “ Heat Treatment of Metal ”, Peace Publisher, Moscow, 1962.