Abstrak —Pada  dasarnya  kualitas  dari  sebuah pisau ditentukan oleh  bahan  dan  proses  pembuatan.  Untuk pisau dengan bahan dasar  logam  dibuat  dengan  proses  tempa.  Proses  penempaan menghaluskan struktur butir dan mengurangi proses permesinan. Butir yang halus searah dengan penempaan dapat meningkatkan  kekuatan  dan  kekerasan  pisau.  S ebagai  upaya untuk  mengetahui  pengaruh  komposisi  kimia  dan temperatur penempaan  terhadap  kekerasan  baja  dan  struktur  mikro  dari pisau,  penelitian  ini  dilakukan. Pada penelitian ini dilakukan proses  penempaan  pada  baja  0.5CCrMnS i  dan  JIS   S UP  9. Penempaan  dilakukan  dalam  tiga  tahap  siklus  dengan  dua variasi  temperatur.  Pada  tahap pertama dan kedua penempaan dilakukan  pada  temperatur  1000 o C  sampai  700 o C.  Penempaan pada  tahap  3  diberikan  variasi,  750 o C  sampai  600 o C  untuk variasi  1  dan  650 o C  sampai  500 o C  untuk  variasi  2.  Dari penelitian ini didapatkan hasil bahwa pisau dengan penempaan temperatur variasi kedua memiliki peni ngkatan kekerasan yan g lebih  tinggi  bila  dibandingkan  dengan  variasi  satu.    S truktur mikro dengan variasi temperatur kedua memiliki ukuran butir yang  lebih  kecil  bila  dibandingkan  dengan  variasi temperatur pertama.  Terdapat  pola  pada  permukaan  pisau  dengan  bahan JIS  S UP 9 dan 0.5CCrMnS i.
Kata  Kunci —JIS  SUP  9,  0.5CCrMnSi,  penempaan,  pisau, temperatur penempaan .

## I. PENDAHULUAN
LAT  potong,  khususnya  pisau,  merupakan  salah  satu teknologi  yang  sering  dijumpai  dalam  kehidupan  sehari- hari.  Pemilihan  bahan  dari  pisau  berkembang  seiring  dengan perkembangan  kebutuhan  manusia  yang  semakin  beraneka ragam.  Pada  dasarnya  kualitas  dari  sebuah  pisau  ditentukan oleh bahan dan proses pembuatan yang digunakan. Salah satu bahan  yang  digunakan  adalah  logam.  Untuk  pisau  dengan bahan dasar logam dibuat dengan proses tempa.
Penempaan  merupakan  pembentukan logam yang dilakukan dengan  mendeformasi  plastis  suatu  bahan.  Penempaan dilakukan  dengan  pemberian beban yang berulang -ulang atau membentuk  siklus.  Proses  penempaan  mengecilkan  struktur butir  dan  mengurangi  proses  permesinan.  Ukuran butir dalam proses  penempaan  dipengaruhi  oleh  temperatur,  komposisi kimia  dan  proses  mekanik  [1].  Ukuran  butir  mengecil  seiring dengan  menurunnya  temperatur  penempaan.  Bahan  hasil proses  tempa  dapat  memiliki  bentuk  butir  yang  halus.  Butir yang  halus  searah  dengan  penempaan  dapat  meningkatkan
kekuatan dan kekerasan pisau.
Pisau  buatan  pande  besi  tradisional  kawisanyar  di  Gresik menggunakan baja-baja bekas seperti spring steel . Spring steel mempunyai  komposisi  kimia  0.62%  C,  0.85%  Mn,  0.01%  P, 0.24%  Si,  0.04%  Ni,  0.89%  Cr,  0.01%  Mo,  0.03%.  Pande  besi tradisional  memiliki  pengetahuan  metalurgi  yang  terbatas sehingga  pisau-pisau  yang  dihasilkan  berkualitas  rendah dan kurang  bersaing  dengan  pisau-pisau  impor.  Namun  kuailtas pisau buatan pande besi tradisional dapat ditingkatkan dengan pemilihan bahan dan proses penempaan serta proses finishing yang tepat [2].
Peneliti  terdahulu  telah  melakukan  penelitian  tentang beberapa  bahan  pedang/pisau  damaskus.  Unsur-unsur  baja damaskus  menunjukkan  bahwa  terdapat  1,60%  C;  0,56% Mn; 0,17%  P;  0,02%  S;  0,048%  Si;  0,012%  Ni;  0,048%  Cu;  0,01% V  dan  0,002%  Ti  [3].  Pisau  damaskus  memiliki  kekerasan  51 HRC.  Karakteristik  permukaan  pisau  damaskus  menunjukkan lamellar cementit dan ferit berbentuk pola yang bergelombang atau  sering  disebut  pola  damask.  Hal  ini  dipengaruhi  oleh proses  tempa  dan  unsur-unsur  pengotor  seperti  V,  Mn,  Si, S dan  P.  Molibdenum  juga  memberikan  efek  yang  sama  pada tingkat  yang  lebih  rendah,  begitu  juga  kromium, niobium dan mangan.
Baja  0.5CCrMnSi  mempunyai  komposisi  kima  adalah  0,5% C;  1,95%  Si;  1,7%  Mn;  0,3%  Ni;  1,1%  Cr;  0,007%  V;  0,01% Mo.  Baja  ini  mempunyai  kekerasan  36.4  HRC.  Baja  cor tersebut  mempunyai  kandungan  unsur  pengotor  yang  dapat dengan efektif memunculkan pita karbida pada baja. Intensitas porositas dan ukuran porositas dari baja ini berkurang setelah dilakukan proses penempaan. Hal tersebut membuat kekerasan baja meningkat menjadi  37 HRC.
Berdasarkan  hal-hal  yang  dijelaskan  tentang  pentingnya pemilihan bahan dan proses penempaan, maka perlu dilakukan penelitian  tentang  bahan  pisau  untuk  mengamati  fenomena yang  meliputi  kekerasan  dan  struktur  mikro.  Selain  itu karena belum  ada  penelitian  untuk  mengetahui  perilaku  dari  Baja 0.5CCrMnSi  dan  JIS  SUP  9  terhadap  temperatur  penempaan dengan  variasi  temperatur  1000 o C  sampai  600 o C  dan  1000 o C sampai  500 o C. Pembuatan pisau dilakukan dengan penempaan manual  oleh pande besi tradisional.

## Pengaruh  Temperatur  Penempaan  pada Baja 0.5CCrMnSi dan JIS SUP 9 terhadap Kekerasan dan Struktur Mikro
Ayu K.K Suprapto dan Suwarno
Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknologi  Industri,  Institut Teknologi  Sepuluh  Nopember (ITS)
e-mail : warnoise@gmail.com
A

## II. KAJIAN PUSTAKA

## A. Penelitian Terdahulu
Peneliti  terdahulu  telah  melakukan  penelitian  tentang beberapa  bahan  pisau  Damaskus .  Pengujian  menggunakan Electron probe microanalysis (EPMA) pada ingot logam Sorel menunjukkan  terjadi microsegregated pada interdendit yang lebih terkonsentrasi.

## B. Bahan-Bahan Pisau
Bahan  merupakan  hal  yang  sangat  penting  dalam pembuatan  pisau.  Terdapat  unsur-unsur  penyusun  logam (Hrisoulas,  1987):  Besi  (Fe),  Karbon  (C),  Kromium  (Cr), Timbal  (Pb),  Mangan  (Mn),  Molybdenum  (Mo),  Nikel  (Ni), Fosfor  (P),  Silikon  (Si),  Sulfur  (S),  Wolfram  (W)  dan Vanadium  (V).

## C. Baja 0.5CCrMnSi
Baja  0.5CCrMnSi  ini  mempunyai  kekerasan  yang  tinggi dan  ketangguhan  yang  baik.  Kekerasan  dari  baja  ini  bernilai 34,6  HRC  sedangkan  nilai  impaknya  sebesar  0,4  kpm . Temperatur  A 3 dari material  ini sebesar 798.158 o C .
D. Baja JIS SUP 9
Spring  steel sering digunakan untuk membuat pisau. Grade terdekat  dari  baja  ini  adalah  JIS  SUP  9.  Kekerasan  baja  JIS SUP  9  berkisar  antara  39-43  HRC.  Temperatur  tempa  pada baja  ini  berkisar  antara  400-800 o C  dengan  temperatur pengerasan  permukaan  850 o C. Media pendingin pada baja JIS SUP  9 air dan oli.

## E. Proses Tempa (Forging)
Pembentukan  logam  yang  dilakukan  dengan  memberikan deformasi  plastis  suatu  bahan  disebut  forging .  Penempaan dilakukan  dengan  pemberian  beban  yang  berulang  atau membentuk  siklus.  Penempaan  dapat dilakukan secara manual maupun  otomatis  dengan  menggunakan  mesin .  Proses pemanasan  menyebabkan ukuran butir membesar. Bahan hasil proses  tempa  memiliki  bentuk  butir  halus  searah  dengan penempaan.  Hal  tersebut  meningkatkan  kekuatan  dan ketajaman  pisau.
Pande  besi  tradisional  melakukan  pengontrolan  temperatur secara  manual  berdasarkan  warna  dari  baja  dan  api  yang dihasilkan.  Secara  tidak  langsung  warna  dari  api  menunjukan temperaturnya,  seperti  pada  Tabel  1  dibawah  ini.  Warna  api atau  baja  yang  digunakan  ketika  melakukan  penempaan pada umumnya  berwarna cherry  red atau  pada  temperatur  tempa sekitar 800˚C  [4].
T abel 1. Variasi Warna dan T emperatur Pada Api Temperatur (˚F/˚C) Warna 1200˚F / 648˚C Dull red 1400˚F / 760˚C Red 1500˚F / 815˚C Cherry red 1600˚F / 871˚C Full cherry red 1800˚F / 982˚C Orange 1900˚F / 1037˚C Orange yellow 2000˚F / 1093˚C Yellow 2200˚F / 1204˚C Full yellow 2400˚F / 1315˚C
Light yellow
Sumber : Hrisoulas, 1987
Pada  metode penempaan pisau damaskus, logam akan lebih banyak  mengalir  ke  arah  longitudinal  pisau  dari  pada  arah transversal.  Perubahan  bentuk  selama  penempaan  didesain untuk  memproduksi  aliran  yang  sama  banyak  pada  arah longitudinal maupun transversal, diilustrasikan seperti Gambar 5.  Faktor  penempaan  9  (S 0 /S f )  mengurangi  diameter  butir cementit  (≈500  µm)  menjadi  lembaran  cementit  dengan  jarak 56  µm.  Dimana  jarak  lembaran  cementit  yang  baik  untuk pola damaskus  adalah  30  sampai  100  µm.  Untuk  dimensi  t,  faktor penempaan  yang  digunakan  adalah  3.  Kemudian  unt uk dimensi  l juga menggunakan faktor penempaan 3.

## F. Perlak uan Panas (Heat Treatment)
Annealing merupakan  proses  perlakuan  panas  yang  terdiri atas  pemanasan  dan  penahanan pada temperatur yang sesuai diikuti  dengan  pendinginan  pada  kecepatan  yang  lambat. Proses ini dapat merupakan proses yang mempersiapkan untuk proses  selanjutnya  dalam  suatu  rangkaian  proses  produksi. Terdapat  berbagai  macam  proses annealing antara  lain full annealing, stress relief annealing, normalizing, spherodizing dan homogenizing .

## III. BAHAN DAN METODOLOGI PENELITIAN

## A. Bahan
Bahan-bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah 0.5CCrMnSi  dan  JIS  SUP  9  dengan  rincian  komposisi  kimia sebagai berikut:
T abel 2. Bahan penelitian dan komposisi kimia Bahan Unsur-unsur (% berat) C Mn P Si Ni Cr Mo Cu V 0.5CCrMn Si 0.5 4 1.9 9 0.0 2 1.7 0.0 7 1.0 5 0.0 1 0.0 5 0.0 1 JIS SUP 9 0.6 2 0.8 5 0.0 1 0.2 4 0.0 4 0.8 9 0.0 1 0.0 3 0.0 1
Sumber : Uji Spektrometer
Dimensi  dari  spesimen  yang  digunakan  ditunjukkan  pada Gambar  1.  spesimen  tersebut  berbentuk  plat  dengan  dimensi panjang 75 mm,  lebar 15 mm  dan tebal 30  mm.
Gambar 1. Skema spesimen.

## B. Peralatan
Peralatan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah sebagai berikut:
a. Alat Ukur
b. Alat Potong
c. Tungku Elektrik  ( Furnace )
d. Mesin Optical Emission Spectrometer
e. Tungku Pemanas Tradisional
f. Palu dan Landasan
g. Penjepit 30 mm
75  mm 15  mm
h. Pahat
i. Gerinda  Tangan

## C. Metode Pembuatan Pisau
Metode pembuatan pisau pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1) Perlak uan Panas
Tahap  ini  merupakan  tahap  dimana  spesimen  dipersiapkan untuk  proses  selanjutnya,  dalam  hal  ini  adalah annealing. Proses  ini  bertujuan  untuk  meningkatkan machineability Annealing dilakukan dengan cara spesimen dipanaskan hingga mencapai  temperatur  austenisasi  dengan  waktu  pemanasan 100  menit  kemudian  ditahan  pada  temperatur  tersebut  selama 60  menit.  Selanjutnya  spesimen  dibiarkan  di  dalam furnace hingga mencapai temperatur kamar  (40 o C)
Gambar 2. Skema grafik annealing menggunakan furnace .
2) Penempaan
Penempaan  dilakukan  setelah  dilakukan  pemanasan  awal. Temperatur  tempa  antara  50 o C  sampai  250 o C  dibawah  A cm . Dalam  penelitian  ini  terdapat  3  tahap penempaan. Penempaan tahap  pertama  bertujuan  untuk  mengurangi  porositas.  Untuk tahap  2  dan  tiga  bertujuan  untuk  memberikan  bentuk  pada pisau. Faktor reduksi yang digunakan adalah 9 untuk tebal dan 3  untuk  lebar.  Masing-masing  bahan  yaitu  0.5CCrMnSi  dan JIS  SUP  9  akan  ditempa  dengan  mengunakan  variasi temperatur sebagai berikut  :
T abel 3. Rancangan penempaan
T ahap Variasi Rentang T emperatur ( o C) T ebal (mm) % Reduction Awal Akhir 1 T 1,T2 1000 → 750 30 23 23.33 2 T 1,T2 800 →700 23 16 30.43 3 T 1 750 → 600
16 3 81.25
T 2 650 → 500
Gambar 3.  (a) Pemanasan  dan (b) penempaan pisau. (dokumentasi pribadi)

## 3) Proses Gerinda
Proses  ini  bertujuan  untuk  menghilangkan  baja  sisa penempaan  dan  permukaan  baja  yang  terdekarburisasi. Gerinda  tangan dapat digunakan pada tahap ini.
(a)

## (b)
Gambar 4. Pisau (a) sebelum digerinda dan (b) setelah digenrinda.
Terdapat  empat  bilah  pisau  hasil  penempaan,  masing- masing  pisau  berukuran  26  cm  dari  ujung  hingga  pangkal. Lebar dari  pisau tersebut adalah 4 cm.

## D. Persiapan Pengujian
Sebelum  dilakukan  pengujian,  pisau  dipotong  dengan ukuran  10  mm  (Gambar  5(a)),  panjang  dan  tebal  disesuaikan dengan  dimensi  pisau.  Selanjutnya  bagian  pisau  yang  sudah dipotong  diberi mounting (Gambar  5(b)) untuk mempermudah pemegangan dan pengukuran.
(a)
(b)
Gambar 5. Pisau (a) dipotong melintang dan (b) diberi m ounting.

## IV. HASIL PENELITIA N DAN PEMBAHASAN
Hasil  penelitian  tentang  pengaruh  temperatur  penempaan terhadap  kekerasan  dan  struktur  mikro  pisau  tempa  manual diperoleh  dari  data  berupa  angka,  grafik  dan  gambar. Pengujian  yang  dilakukan  antara  lain  kekerasan  dan pengamatan struktur mikro.

## A. Pengujian Kek erasan
Nilai  kekerasan  diperoleh  dari  pengujian  bahan  awal  dan pisau  tempa  manual  dengan  variasi  bahan  dan  temperatur penempaan  yang  terdiri  dari  variasi  temperatur  pertama  (T1) dan  variasi  temperatur  kedua  (T2).    Pengambilan  data kekerasan  untuk  setiap  pisau  yang  telah  ditempa  dilakukan pada  permukaan  dan  penampang  pisau  masing -masing sepuluh  titik.  Gambar  6  merupakan  sketsa  pengambilan  nilai kekerasan pada penampang dan permukaan pisau .
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 T e m p e ra tu re ( o C) tim e ( m inutes )
a b
Gambar 6. Lokasi indentasi spesimen.

## 1) Kek erasan pada Bahan Pisau setelah Penempaan
Dari  hasil  pengujian  didapat  nilai  rata-rata  kekerasan  pada bahan  awal  dan  setelah  penempaan  seperti  ditunjukkan Gambar  7 dan Gambar  8 berikut.
Gambar 7. Grafik nilai rata-rata kekerasan pisau baja JIS SUP 9.
Gambar  7.  menunjukkan  nilai  rata-rata  kekerasan  dari bahan  awal  dan  setelah  penempaan  pada  baja  JIS  SUP  9. Bahan  awal  memiliki  kekerasan  237  HV.  Setelah  dilakukan penempaan  terjadi  peningkatan  kekerasan    pada  permukaan dan  penampang.  Pada  variasi  pertama  kekerasan  pada permukaan  dan  penampang    meningkat menjadi 343.3 HV dan 320.9  HV.  Hal  yang  sama  terjadi  pada  temperatur  variasi kedua,  kekerasan  pada  permukaan    menjadi    349  HV    dan pada  penampang  adalah  sebesar  343.2  HV.  Peningkatan kekerasan  pada  variasi  dua  lebih  tinggi  bila  dibandingkan dengan  variasi  satu.  Pada  kedua  variasi,  kekerasan  pada permukaan  lebih  tinggi  bila  dibandingkan  dengan  kekerasan pada penampang.
Gambar 8. Grafik nilai rata-rata kekerasan pisau baja 0.5CCrMnSi.
Gambar  8.  menunjukkan  nilai  kekerasan  spesimen  pada pisau  0.5CCrMnSi.  Nilai  kekerasan  pada  bahan  awal  sebesar 294  HV.  Setelah  dilakukan  proses  penempaan  terjadi peningkatan kekeasan pada permukaan dan penampang pisau. Pada  variasi  satu  kekerasan  meningkat  menjadi  315.1  HV pada  permukaan  dan  312.1  HV  pada  penampang  pisau.  Pada
variasi  dua  kekerasan  meningkat  menjadi  452.5  pada permukaan dan 315.3 pada penampang. Untuk kekerasan pada permukaan,  penempaan  yang  dilakukan  pada  variasi  dua menghasilkan  kekerasan  permukaan  yang  lebih  tinggi  bila dibandingkan  dengan  variasi  satu.  Namun,  kekerasan  pada penampang variasi satu lebih tinngi daripada variasi dua.

## 2) Pembahasan Kek erasan
Proses  penempaan  mengakibatkan  terjadinya  peningkatan kekerasan  pada  bahan  awal.  Hal  tersebut  terbukti  dari  hasil pengujian  kekerasan  yang  telah  dilakukan  pada  pisau  baja hasil  penempaan  manual.  Peningkatan  kekerasan  terjadi karena  adanya  pengecilan  ukuran  butir.  Selain itu juga terjadi dislokasi  butiran.  Hal  tersebut  disebabkan karena gaya tempa yang diberikan secara berulang-ulang menyebabkan terjadinya strain  hardening sehingga  terjadi  peningkatan  kekerasan. Selain itu peningkatan kekerasan juga diakibatkan oleh proses pendinginan setelah penempaan yang menyebabkan terjadinya pembentukan struktur baru.
T abel 4.

## Peningkatan nilai kekerasan
Bahan Bagian Peningkatan (HV) T 1 T 2 JIS SUP 9 Permukaan 106.3 112 Penampang 83.9 106.2 0.5CCrMnSi Permukaan 21.1 158.5 Penampang 18.1 21.3
Peningkatan  nilai  kekerasan  terjadi  di  permukaan  dan penampang  pisau.  Pada  bahan  baja  JIS  SUP  9,  nilai peningkatan  kekerasan  pada  permukaan  lebih  tinggi  terjadi pada variasi dua yaitu sebesar 112 HV sedangkan pada variasi satu  adalah  106.3  HV.  Untuk  penampang  pisau,  peningkatan kekerasan pada temperatur vasiasi dua lebih tinggi yaitu 106.2 HV  sedangkan pada variasi satu adalah sebesar 83.9  HV.
Pada  bahan  baja  O.5CCrMnSi, peningkatan kekerasan lebih tinggi  terjadi  pada  variasi  dua  yaitu  sebesar  158.5  HV sedangkan  pada  variasi  satu  sebesar  21.1  HV.  Pada penampang  pisau,  nilai  peningkatan  kekerasan  lebih  tinggi pada  variasi  dua  yaitu  21.3  HV  sedangkan  pada  variasi  satu sebesar  18.1  HV.  Terjadi  perbedaan  peningkatan  kekerasan yang  sangat  jauh  pada  bagian  permukaan  variasi  dua.  Hal tersebut  diduga  karena  pada  saat  pengujian,  fase  yang  lebih banyak terkena indentasi adalah karbida-karbida yang tersebar pada permukaan pisau
Dari  nilai  peningkatan  kekerasan  yang  dimiliki  oleh  baja JIS  SUP  9  dan  baja  0.5CCrMnSi,  terlihat  bahwa  kedua  baja tersebut  memiliki  sifat  kemampukerasan  yang  berbeda.  Baja JIS  SUP  9  memiliki  peningkatan  kekerasan  yang  lebih  stabil bila  dibandingkan  dengan  baja  0.5CCrMnSi.  Beberapa  faktor yang mempengaruhi kemampukerasan suatu material dipengaruhi  oleh  kadar  karbon  dan  unsur  paduan.  Unsur paduan  yang  berperan  dalam  meningkatkan  kemampukerasan antara  lain  Cr,  Mn  dan  Si.  Unsur  paduan  tersebut  ada  pada baja JIS SUP  9 dan baja 0.5CCrMnSi.
Peningkatan  kekerasan  pada  variasi  kedua  lebih  tinggi  bila dibandingkan  dengan  variasi  pertama.  Hal  tersebut  dapat terjadi  karena  proses  penempaan  kedua  dilakukan  pada temperatur  yang  lebih  rendah  yaitu  650 o C  hingga  500 o C. logam  akan  naik  kekerasannya  bila  logam tersebut mengalami
237
343.3 386.8 320.9 343.2 0 100 200 300 400 500 Bahan Awal T1 T2 K E K E R A S A N ( H V ) PERLAKUAN Bahan Awal Permukaan Penampang 294 315.1 452.5 312.1 315.3 0 100 200 300 400 500 Bahan Awal T1 T2 K E K E R A S A N ( H V ) PERLAKUAN Bahan Awal Permukaan
Penampang 3.5mm mmm mmm mm
3mm mmm mmm
mm
deformasi  plastis  akibat  pengerjaan  dingin (cold  work ing) , dalam  hal  ini  adalah  proses  tempa  yang  mengakibatkan adanya strain hardening . Dislokasi akan sulit bergerak seiring dengan  besarnya  regangan  yang diterima oleh suatu material. Karena  variasi  kedua  menggunakan  temperatur  yang  lebih rendah  dari  temperatur  yang  pertama,  maka  variasi  kedua membutuhkan  siklus  tempa  lebih  banyak  untuk  membentuk sebilah  pisau.  Semakin  banyak  siklus  maka  akan  semakin banyak  pula  pukulan  yang  akan diterima oleh spesimen. Oleh karena  itu, ukuran butir juga akan semakin kecil dan regangan yang  diterima  juga  akan  semakin  besar  dengan  proses tempa yang  semakin lama. Hal tersebut yang membuat pisau dengan temperatur  variasi  dua  memiliki  peningkatan  kekerasan  lebih tinggi.

## B. Pengujian Metalografi
1) Struk tur Mik ro Sebelum Penempaan
Gambar 9. Struktur mikro JIS SUP 9 sebelum ditempa. Nital 2 %.  1 00 x da n 500x.
Gambar  10.  Struktur mikro baja 0.5CCrMnSi sebelum ditempa. Nital 2%. 100x dan 500.

## 2) Struk tur Mik ro Setelah Penempaan Baja JIS SUP 9
Gambar 11. Struktur mikro spesimen pisau baja JIS SUP 9 setelah ditempa (a) Permukaan T1, (b) Permukaan T2, (c) Penampang T1 dan (d) Penampang T 2. Nital 2%. 100x.

## 3) Struk tur Mik ro Setelah Penempaan Baja 0.5CCrMnSi
Gambar 12. Struktur mikro spesimen pisau baja 0.5CCrMnSi setelah ditempa (a) Permukaan T1, (b) Permukaan T 2, (c) Penampang T 1 dan (d) Penampa ng T 2. Nital 2%. 100x.

## 4) Pembahasan Struk tur Mik ro
Struktur  mikro  bahan  awal    baja  JIS  SUP  9  ditunjukkan pada  Gambar  9  terdiri  dari  ferit  (terang)  dan  perlit  (gelap) dengan  butiran  besar.   Selain dua fase tersebut, terdapat fase yang  lain  yaitu  karbida  dari  unsur  V,  Mo  dan  Cr  (gelap). Untuk  baja  0.5CCrMnSi  struktur  mikro  ditunjukkan  pada Gambar  10  terdiri  dari  ferit  (terang),  perlit  (gelap)  dan  juga karbida  (gelap).  Setelah  dilakukan  proses  penempaan,  terjadi perubahan  pada  struktur  mikro.  Pengamatan  dilakukan  pada permukaan  dan penampang pisau.
Dari  permukaan  pisau  baja  JIS  SUP  9  Gambar    11  (a)  dan (b)  terlihat  ukuran    butir menjadi lebih kecil. pada variasi satu adalah  20  µm  sedangkan  pada  variasi  dua  adalah  10 µm. Bila dibandingkan  dengan  struktur  mikro awal Gambar 9, sebagian dari  perlit  dan  karbida  berubah  menjadi spherodized karena gaya  tempa  yang  diberikan.  Penempaan  pada  temperatur dibawah  A 1 akan  mengakibatkan  sementit lamellar dan karbida  menjadi spherodized dan  butir  ferit  juga  semakin kecil.  Terdapat  karbida  yang  berbentuk  bulat  kecil  baik  pada variasi  satu  maupun  variasi  dua.  Namun  untuk  ukuran  butir pada  variasi  dua  Gambar  11(b)  lebih  kecil  yaitu  10  µm  bila dibandingkan  dengan  variasi  satu  Gambar  11(a)  yaitu  20  µm. Hal ini diduga karena pada variasi dua temperatur lebih rendah sehingga kemampuan tumbuhnya butir akan  lebih kecil. Selain itu,  jumlah  siklus  tempa  akan  semakin  banyak  sehingga gaya tempa  yang  diterima  akan  semakin  banyak.  Saat  ditempa mungkin  untuk  terjadi  pecahnya  butir.  Dengan  lebih banyaknya  siklus  tempa  maka  butir  juga  akan  semakin terpecah.  Pada  permukaan  variasi  kedua  Gambar  11(b) terdapat  karbida-karbida  yang  tersegregasi  dan  tersusun berkelompok  menjadi  garis -garis.  Pada  penampang  pisau Gambar  11  (c)  dan  (d)  terlihat  butir  berubah  bentuk  menjadi pipih  atau elongated .  Hal  ini  dikarenakan  gaya  tempa  yang diberikan  lebih banyak dari arah transversal.
Struktur  mikro  baja  0.5CCrMnSi  diamati  pada  Gambar  12. Pada  Gambar  12  (a)    dan (b) adalah struktur mikro permukaan pisau.    Ukuran  butir  yang  sebelumnya  besar  menjadi  lebih kecil  setelah  ditempa.  Bila  dibandingkan  dengan  struktur
ferit perlit ferit perlit ferit perlit ferit perlit ferit perlit a d c b ferit perlit a b d c ferit perlit ferit karbida ferit perlit
mikro  awal  (Gambar  10),  karbida  pada  baja  ini  menjadi terpecah  karena  gaya  tempa  yang  diberikan  sehingga berbentuk  bulat  ( equiaxial )  dan  berukuran  kecil.  Pada permukaan  pisau  variasi  dua  Gambar  12  (b)  terdapat fenomena  pola  bergelombang.  Hal  tersebut  diduga  karena adanya  segregasi karbida yang terbentuk dari unsur pengotor maupun  unsur  paduan  yang  tersusun  berkelompok.  Struktur mikro  pada  penampang  pisau  ditunjukkan  oleh  Gambar 12 (c) dan  (d).  Pada  Gambar  12  (c)  terlihat struktur mikro mengalami perubahan  bentuk  menjadi  pipih. Begitu juga dengan struktur mikro  penampang pisau pada variasi kedua Gambar  12  (d).
Gambar 13. Pola yang t erbentuk pada permukaan pisau setelah  dit em pa  ( a ) JIS SUP 9 T 1, (b) JIS SUP 9 T 2, (c) 0.5CCrMnSi T 1 dan (d) 0.5CCrMnSi T 2. Vilella reagent. 100x.
Setelah  dietsa  menggunakan vilella  reagent, pola  pada permukaan menjadi lebih terlihat. Pada Gambar 13 merupakan  pola  yang  terlihat  pada  permukaan  pisau. Mekanisme penempaan pada penelitian ini terdapat tiga tahap. Pada  tahap  pertama,  bahan  dipanaskan  mencapai  temperatur tahap pertama yaitu 1000 o C yang merupakan temperatur diatas garis  A 3 .  Temperatur  tersebut  adalah  temperatur  austenit stabil.  Pada  temperatur  tersebut,  beberapa  partikel  karbida larut  tapi  atom  dari  elemen  pengotor  memperlambat  laju pelarutan  sehingga  menyisakan  partikel  karbida  yang  lebih besar.  Penempaan  akan  membuat  perlit  dan  karbida-karbida yang  telah  tersegregasi  menjadi spherodized dan  berkumpul secara  bersusun  seperti  pita.  Setiap  siklus  pemanasan  dan pendinginan  menyebabkan  partikel  tumbuh  hanya sedikit, hal tersebutlah  yang  menyebabkan  dibutuhkan  banyak  siklus untuk  membentuk  pola  yang  jelas.    Karena  elemen  pengotor tersusun  di  daerah  dendrit,  partikel  karbida  juga    akan terkonsentrasi disitu. Terdapat perbedaan kerapatan pola yang
terjadi  pada  permukaan  pisau  dengan  temperatur  penempaan variasi  satu  dan  variasi  dua.  Pada  baja  JIS  SUP  9  Gambar  13 (a)    terdapat  5  pita  sedangkan  pada  Gambar  13  (b)  terdapat pita  sebanyak  15.  Hal  serupa  juga  terjadi  pada  baja O.5CCrMnSi  Gambar  13  (c)  terdapat  4  pita  sedangkan  pada Gambar  13  (d)  terdapat  lebih  dari  10  pita.  Penempaan  pada temperatur  yang  lebih  tinggi  mengasilkan  pola  yang  lebih lebar  bila  dibandingkan  dengan  variasi  dua.  Saat  ditempa dengan temperatur yang lebih tinggi, unsur penyusun karbida akan  memiliki  energi  yang  lebih  banyak  untuk  berpindah sehingga  jarak  antar  pita yang dihasilkan untuk akan semakin besar.

## V. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  setelah  pengambilan  dan analisa data yang telah dilakukan, dapat disimpulkan beberapa hal antara lain:
1. Kekerasan  dipengaruhi  oleh  pemilihan  bahan  dan temperatur  penempaan.  Semakin  rendah  temp eratur penempaan  maka  semakin  tinggi  pula  peningkatan  nilai kekerasan yang didapat.
2. Peningkatan  kekerasan  tertinggi  pada  bahan  baja  JIS SUP  9  variasi  dua  adalah  sebesar  112  HV  pada permukaan  dan  106.2  HV  pada  penampang. Peningkatan kekerasan  tertinggi  pada  baja  0.5CCrMnSi  variasi  dua. Sedangkan  peningkatan  kekerasan  tertinggi  pada  bahan baja  0.5CCrMnSi  variasi  dua  sebesar  158.5  HV  pada permukaan  dan 21.3  HV  pada penampang.
3. Struktur  mikro  mengalami  perubahan  setelah  dilakukan proses  penempaan.  Perubahan  struktur  mikro  yang terjadi  dipengaruhi  oleh  temperatur penempaan. Semakin rendah  temperatur  penempaan,  maka  ukuran  butir semakin  kecil.  Bentuk  butir  pada  permukaan  pisau didominasi  oleh  bentuk equiaxial sedangkan  pada penampang  pisau  butir  berbentuk elongated .  Terdapat aligned carbide pada permukaan  masing-masing pisau.
4. Terdapat  pola pada permukaan pisau baja JIS SUP 9 dan 0.5CCrMnSi.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] K. Yuko, “ Pengaruh Tempeatur Austenisasi dan Proses Pendinginan terhadap  Struktur  Mikro  dan  Sifat  Mekanik  Baja  Paduan 05CCrMnSi,” Surabaya, 2017.
[2] F. Fatollahi, “Damascus Steel,” MSE , vol. 121, pp. 1–10, 2011. [3]
J.  Hrisoulas, The  Com plete  Blacksm ith:  Forging  Your  Way  to Perfection . Colorado: Paladin Enterprises, Inc, 1987. [4]
K.  Schroen, The  Hand  Forged Knife . Knife World Publication,
1984.
a b c d aligned carbide