https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika

## PENGARUH VARIASI TEMPERATUR PEMANASAN DAN MEDIA PENDINGIN TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO BAJA ST 41 METODE HARDENING

## EFFECT OF VARIATIONS IN HEATING TEMPERATURE AND COOLING MEDIA ON THE HARDNESS AND MICROSTRUCTURE OF STEEL ST 41 HARDENING METHOD
Hajar Isworo 1) , Najib Rahman 2) 1,2 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Lambung Mangkurat, Banjarbaru, Indonesia email: hajarisworo@ulm.ac.id 1) , najibrahman19@gmail.com 2)*
Received:
11 Juni 2020 Accepted: 21 Juni 2020 Published: 25 Juni 2020 © 2020 SJME Kinematika All Rights Reserved.

## Abstrak
Baja ST 41 merupakan salah satu dari jenis baja golongan baja karbon rendah dan  dapat  ditingkatkan  lagi  sifat  mekaniknya  dengan  cara  proses  perlakuan panas. Hardening merupakan  proses  perlakuan  panas  yang  bertujuan  untuk meningkatkan  kekerasan  serta  kekuatan  baja  dengan  cara  pemanasan, penahanan dan pendinginan dalam interval waktu dan media pendingin tertentu. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh temperatur pemanasan dan media pendingin terhadap kekerasan dan struktur mikro baja ST 41. Proses hardening dilakukan pada temperatur austenit (850 o C, 900 o C dan 950 o C) dengan waktu tahan ( holding time) 15 menit kemudian didinginkan cepat menggunakan media  pendingin  aquades,  oli  SAE  20W-50,  dan  air  kelapa.  Hasil  pengujian menunjukkan  nilai  kekerasan  optimum  adalah  326,2  HV  pada  temperatur pemanasan 850 o C dengan media pendingin air dan kekerasan minimum 153,1 HV pada temperatur pemanasan 950 o C dengan media pendingin oli SAE 20W- 50,  sementara  hasil  pengujian  struktur  mikro  setelah  proses hardening memperlihatkan  struktur  yang  terbentuk  adalah  martensit  dan  bainit.  Dari penelitian  ini  dapat  diambil  kesimpulan  bahwa  proses hardening dapat menaikkan nilai kekerasan pada baja ST 41.
Kata  Kunci: Hardening , Holding  Time ,  Media  Pendingin,  Nilai  Kekerasan, Struktur Mikro.

## Abstract
ST  41  steel  is  one  of  the  types  of  low  carbon  steel  group  whose  mechanical properties can be improved by means of the heat treatment process. Hardening is a heat treatment process that aims to increase the hardness and strength of steel  by  heating,  holding  and  cooling  in  certain  time  intervals  and  cooling media.  The  purpose  of  this  study  was  to  determine  the  effect  of  heating temperature  and  cooling  media  on  the  hardness  and  microstructure  of  ST 41 steel. The hardening process was carried out at austenite temperatures (850 o C, 900 o C and 950 o C) with a holding time of 15 minutes then cooled quickly  using a cooling medium of distilled water, SAE oil 20W-50, and coconut water. The
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
test  results  show  the  optimum  hardness  value  is  326.2  HV  at  850 o C  heating temperature with water cooling media and a minimum hardness of 153.1 HV at 950 o C  heating  temperature  with  SAE  20W-50  oil  cooling  media,  while  the results  of  microstructure  testing  after  the  hardening  process  show  that  the structure formed are martensite and bainite. From this study it can be concluded that the hardening process can increase the value of hardness in ST 41 steel. Keywords: Hardening, Holding Time, Cooling Media, Hardness Value, Micro Structure.
DOI:10.20527/sjmekinematika.v5i1.136
How to cite :
Isworo,  H.,  &  Rahman  N.,  “Pengaruh  Variasi  Temperatur  Pemanasan  dan  Media  Pendingin  Terhadap Kekerasan  dan  Struktur  Mikro  Baja  ST  41  Metode Hardening”, Scientific  Journal  of  Mechanical Engineering Kinematika, 5(1), 37-50, 2020.

## PENDAHULUAN
Seiring  dengan  perkembangan  zaman  dan  teknologi,  di  suatu  pihak  menuntut tersedianya  berbagai  bahan  dengan  persyaratan  yang  semakin  tinggi,  agar  dapat  memenuhi kebutuhan manusia. Jika diamati, unsur logam tidak terlepas dari segala kebutuhan manusia, karena  hampir  semua  alat  yang  digunakan  manusia  terbuat  dari  unsur  logam.  Logam digunakan dalam kalangan industri sebagai bahan baku dan bahan utama dalam operasional produksinya.  Salah  satu  jenis  logam  yang  banyak  digunakan  ialah  baja  karbon,  terutama digunakan  untuk  membuat  alat-alat  perkakas,  kebutuhan  rumah  tangga,  komponen  mesin- mesin industri seperti sekrup, rantai, gear, dan poros.
Baja ST 41 misalnya, memiliki komposisi kandungan karbon (C) sebesar 0,08%- 0,2%. Baja ST 41 merupakan termasuk salah satu dari jenis baja golongan baja karbon rendah. Baja ST 41 memungkinkan untuk dapat ditingkatkan lagi sifat mekaniknya. Usaha meningkatkan sifat  logam  agar  lebih  tahan  terhadap  tekanan  atau  gesekan  dapat  dilakukan  dengan memberikan perlakuan panas, hal ini mempunyai peran penting dalam upaya meningkatkan ketangguhan serta kekerasan pada baja.
Proses perlakuan panas ialah sebuah metode pemanasan baja pada kondisi temperatur, waktu, dan media pendinginan tertentu. Tujuan perlakuan panas adalah untuk meningkatkan kekerasan, meningkatkan keuletan, menghaluskan butir kristal mengurangi tegangan internal, tegangan tarik logam, sesuai dengan yang dibutuhkan, tujuan tersebut akan dapat tercapai jika mengetahui  dan  memperhatikan  faktor-faktor  yang  mempengaruhinya  seperti  temperatur, waktu penahanan dan media pendinginan.
Tujuan dari penelitian ini adalah agar dapat mengetahui pengaruh temperatur pemanasan dan media pendingin terhadap nilai kekerasan dan struktur mikro baja ST 41 dengan metode hardening .

## Pengertian Baja
Baja merupakan salah satu jenis logam paduan antara besi (Fe) dan karbon (C), dengan unsur dasar besi (Fe) dan unsur utama paduannya unsur karbon (C). Persentase karbon dan struktur mikro merupakan hal yang sangat berpengaruh terhadap karakteristik sifat baja. Baja memiliki kandungan karbon berkisar antara 0,1% hingga 1,7% sesuai tingkatannya, adapun struktur mikro pada baja dipengaruhi oleh perlakuan panas dan komposisi baja. Pada proses pembuatan  baja  berbagai  jenis  kualitas  baja  bisa  didapatkan  dengan  cara  memvariasikan kandungan  persentase  karbon  dan  unsur  paduannya,  selain  unsur  besi  (Fe)  dan  karbon  (C) unsur paduannya seperti  kromium (Cr), nikel (Ni), mangan (Mn), silikon (Si), titanium (Ti), cobalt (Co), tungsten (W), vanadium (V)  dan unsur lainnya.
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
A 2

## Baja ST 41
Baja ST 41 merupakan termasuk golongan baja karbon rendah ( low carbon steel ) karena kandungan komposisi karbon (C) sebesar 0,08%-0,2%. Dalam aplikasinya baja ST 41 biasa digunakan  untuk  penggunaan  sekrup,  rantai,  gear,  dan  poros.  Baja  ST  41  memiliki  bentuk struktur mikro ferrit dan perlit, dengan struktur ferrit yang lebih dominan dibandingkan perlit, [1]. Penamaan dari ST 41 sendiri memiliki makna ST berarti baja (Stahl), adapun angka 41 menunjukkan bahwa minimum ketangguhan kekuatan tarik ( tensile strength ) 41 kg/mm², juga dibatasi ke atas yaitu umumnya ≤ 50 kg/mm² [2].
Diagram Fasa Fe-Fe 3 C
Pada diagram ini dapat menunjukkan korelasi antara temperatur pemanasan lambat dan pendinginan lambat dengan kadar karbon yang dibatasi sampai 6,7%. Hal ini sangat penting difahami pada bidang metalurgi karena dapat dijadikan sebagai parameter untuk mengetahui perubahan-perubahan fasa dan faktor-faktor apa saja yang terjadi pada baja dengan berbagai jenis  perlakuan,  diagram  fasa  ini  dapat  digunakan  untuk  memudahkan  memilih  temperatur pemanasan dalam proses annealing , normalizing maupun proses hardening .
Gambar 1. Diagram Fasa Fe-Fe 3 C [3]
Pada diagram dapat dilihat ada beberapa simbol yaitu ferrit (α), besi delta (δ) dan austenit (γ) sebagai larutan padat. Ferrit mempunyai struktur kristal BCC ( Body Centered Cubic ), besi delta (δ) mempunyai struktur kristal FCC ( Face  Centered Cubic ), austenite (γ) mempunyai struktur kristal FCC  ( Face Centered Cubic ).  Fasa  A1  merupakan  perubahan fase pada baja hypoeutectoid  dari  austenit  (γ)  menjadi  perlit  (α  +  Fe 3 C)  atau  disebut  temperatur  reaksi eutectoid. Fasa A2 merupakan perubahan dari titik curie sifat magnetik besi dari ferromagnetic ke paramagnetic. Fasa A3 merupakan perubahan dari fasa austenit (γ) ke ferrit (α). Fasa ACM merupakan temperatur perubahan dari fasa austenit (γ) menjadi sementit. Sedangkan pada fasa A123  merupakan  temperatur  perubahan  austenit  (γ)  menjadi  perlit  (α  +  Fe 3 C)  untuk  baja hypereutectoid.
A CM A 3 A 2 A 12 A 1
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika

## Temperatur Austenisasi
Pada proses  hardening  temperatur pemanasan harus  dilakukan sampai daerah austenit (γ) agar dapat melarutkan karbida sampai menjadi larutan austenit yang dapat bertransformasi menjadi  martensit  diperoleh  dari  austenit  yang  didinginkan  secara  cepat,  dan  temperatur ditahan  selama  beberapa  waktu  tertentu  pada  temperatur  austenisasi  agar  austenit  menjadi homogen, dalam proses hardening temperatur austenisasi yang dianjurkan adalah untuk baja hypereutectoid  300 O C-500 O C  di  atas  temperatur  kritis  A1,  dan  200 O C-500 O C  di  atas temperatur kritis A3 untuk baja hypoeutectoid.
Gambar 2. Rentang temperatur austenisasi [4]
Perlakuan Panas ( Heat Treatment )
Sebuah  proses  pemanasan,  penahanan  dan  pendinginan  terhadap  paduan  atau  logam yang diatur selama waktu tertentu serta dilakukan dalam keadaan padat dengan tujuan untuk memperoleh  sifat  tertentu  pada  baja  agar  meningkatkan  sifat  mekaniknya.  Perlakuan  panas ( heat treatment ) secara umum terdiri dari beberapa tahapan, diawali dengan pemanasan hingga ke temperatur tertentu, kemudian diikuti dengan penahan temperatur dan selanjutnya dilakukan pendinginan dengan kecepatan tertentu.

## Hardening
Hardening merupakan  suatu  proses  perlakukan  panas  terhadap  besi  atau  baja  dengan tujuan  meningkatkan  kekerasan  alami  besi  atau  baja  tersebut,  proses  pemanasan  material dilakukan  hingga  mencapai  temperatur  austenisasi,  diikuti  penahanan  temperatur  untuk mendapatkan keadaan austenit  yang homogen, dan  berikutnya dilakukan  pendinginan  cepat dengan kecepatan pendinginan kritis agar mencapai suatu keadaan paksa bagi struktur hingga mencapai  kekerasan  pada  material.  Dari  proses hardening bisa  didapatkan  struktur  keras martensit  melalui  proses  pendinginan  cepat  austenit  [5].  Proses hardening dilakukan  tanpa mengubah  komposisi  kimia  secara  keseluruhan  dan  dapat  berguna  memperbaiki  kekerasan dari baja [6].

## Holding Time
Waktu tahan ( holding time ) adalah suatu proses menahan temperatur di atas temperatur kritis pada temperatur austenisasi dengan tujuan mendapatkan hasil kekerasan maksimum dari suatu bahan atau material untuk memperoleh struktur austenit yang homogen dari kelarutan karbida atau sampai terjadi pendifusian unsur paduannya dengan karbon. Untuk menentukan rekomendasi waktu tahan ( holding time) pada proses perlakuan panas dapat dilihat dari tabel berikut:
SJME KINEMATIKA Vol.5 No.1, 16 Juni 2020, pp 37-50 https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
Tabel 1. Holding Time [7] Steel Type Holding Time Low carbon steel 5 – 15 minutes Medium alloy steel 15 – 25 minutes Low alloy tool steel 10 – 30 minutes High alloy tool steel 10 – 60 minutes Hot work tool steel 15 – 30 minutes

## Quenching
Proses  pendinginan  cepat  dilakukan  setelah  baja  atau  paduan  mengalami  proses heat treatment (perlakuan panas) dengan tujuan untuk mencapai terbentuknya struktur  martensit. Air, minyak, oli dan air garam merupakan media pendingin yang sering digunakan pada proses perlakuan panas,  yang memiliki  viskositas lebih rendah akan memberikan laju pendinginan kritis sehingga akan mendapatkan kekerasan yang lebih tinggi. Untuk mempermudah dalam mengidentifikasi  struktur  yang  terjadi  setelah  perlakuan  panas  maka  dapat  dilihat  pada diagram Continuous  Cooling  Transformation (CCT)  yang  dapat  digunakan  untuk memprediksi struktur yang terbentuk, diagram ini menggambarkan hubungan laju pendinginan dengan struktur yang akan terbentuk setelah terjadi transformasi fasa.
Gambar 3. Diagram Continuous Cooling Transformation [3]

## Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan merupakan kemampuan material terhadap gaya pembebanan pada permukaan  benda  uji  ketika  perlakuan  penekanan  tertentu  diberikan.  Uji  kekerasan  standar dilakukan dengan menekan indentor ke permukaan logam secara hati-hati dengan posisi tegak lurus,  dan  nilai  kekerasan  dapat  dianalisis  dari  besarnya  gaya  yang  diberikan  terhadap kedalaman bekas penekanan dan diameter lekukan atau dapat terbaca dari pembacaan skala.
Pengujian  kekerasan  dapat  dilakukan  menggunakan  alat  uji portable  hardness  tester . Jenis material dapat diatur berdasarkan jenis logamnya. Nilai kekerasan diperoleh berdasarkan hasil penekanan indentor pada permukaan material uji dan nilai kekerasan dapat terbaca yang ditunjukkan pada layar digital. Satuan skala dapat dikonversikan sesuai dengan yang diinginkan seperti HL, HRA, HRB, HRC, HV atau HS.
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika

## Pengujian Mikro Struktur
Pengujian  mikro  struktur  bertujuan  untuk menganalisa  gambar  bentuk struktur mikro serta  arah  perubahan  yang  terbentuk  akibat  proses  perlakuan  panas,  pendekatan  dilakukan dengan analisa kemiripan warna dan bentuk pada struktur mikro yang dapat digunakan untuk mendukung  hasil  dari  pengujian  kekerasan.  Sebelum  pengamatan  struktur  mikro  dilakukan beberapa  proses  persiapan  yakni  pemotongan  ( sectioning ),  pengamplasan  ( grinding ), pemolesan ( polishing ), dan pengetsaan ( etching ).
Tabel 2. Daftar Etching Reagant untuk Besi Tuang dan Baja [8] No Nama Komposisi Cara Penggunaan Mikro 1. Nital HNO3 : 1–5 ml Alkohol (95%): 100 ml Beberapa detik sampai 1 menit Baja karbon 2. Pioral Pidric acid : 49 Alkohol (95%) 100 ml Beberapa detik sampai 1 menit Baja karbon dan low-alloy , heat treatment 3. Aqua regia HNO 3 : 20 ml HCl: 50 ml
Beberapa detik
Stainless steel Makro 1. Hydrosinioric acid HCl: 50 ml H 2 O: 50ml 1 – 30 menit pada temperatur 73°C Crock porosity dan depth of hardness 2. Nitric acid HNO 3 : (5 –10 %) dalam H 2 O 3 – 60 detik setelah grinding baja Struktur las- lasan

## METODE PENELITIAN

## Peralatan
Berikut peralatan yang digunakan:
1. Furnace listrik type 5x-5-12D
2. Portable hardness tester digital MITECH MH600
3. Mikroskop digital USB
4. Mesin amplas
5. Penjepit
6. Sarung tangan
7. Tempat media pendingin (gelas ukur plastik)

## Bahan
Berikut bahan-bahan yang digunakan:
1. Baja ST 41
2. Aquades
3. Oli SAE 20W-50
4. Air kelapa tua
5. Kertas amplas (60, 80, 100, 240, 320, 400, 500, 800, 1000, 1200, 1500, 2000) mesh
6. Autosol
7. Asam Nitrat (HNO 3 )
8. Alkohol 95%
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika

## Diagram Alir Penelitian
Gambar 4. Diagram Alir Penelitian

## Persiapan Sampel
Material dasar pada penelitian ini yaitu baja ST 41 dengan bentuk silinder pejal berukuran diameter 25,4 mm dan tebal 15 mm.
(a) (b)
Gambar 5. (a) Ukuran Sampel, (b) Baja ST 41
Mulai Studi literatur Uji kekerasan dicelup air kelapa dicelup aquades dicelup oli Quenching Uji struktur mikro 25. 4 mm Raw Material Waktu tahan ( holding time ) Pemanasan (850°C, 900°C, dan 950°C) Pembuatan sampel dari baja ST 41 Selesai Analisa data dan pembahasan 25.4 mm
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika

## Proses Perlakuan Panas
Perlakuan panas dilakukan menggunakan furnace type 5x-5-12D dengan tahapan yang dilakukan sebagai berikut:
1. Pemanasan  ( heating )  dilakukan  untuk  merubah  struktur  material  ke  fasa  austenit,  pada penelitian ini menaikkan temperatur hingga (850°C, 900°C, dan 950°C).
2. Waktu tahan (holding time) setelah tercapai temperatur austenisasi selanjutnya dilakukan waktu penahanan ( holding time ) dengan waktu 15 menit.
3. Pendinginan  cepat (quenching) yang  digunakan  menggunakan  media  yaitu  aquades,  oli SAE  20W-50  dan  air  kelapa.  Pada  saat  proses quenching spesimen  dicelupkan  dengan posisi berdiri atau berdiri, agar hasil quenching merata dan didapatkan hasil kekerasan yang baik.

## Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan dilakukan menggunakan alat portable hardness tester digital Mitech MH600 pada tiga titik  yang berbeda.
Gambar 6. Portable hardness tester digital

## Pengujian Struktur Mikro
Pengujian  struktur  mikro  menggunakan  mikroskop  digital  USB  melalui  proses metallography , dengan beberapa tahapan sebagai berikut:
1. Pengamplasan  ( grinding) menggunakan  kertas  amplas  secara  berurutan  mulai  dari  yang kertas amplas yang kasar sampai yang halus, pada saat proses grinding di aliri air secara terus menerus agar tidak panas dan menghilangkan bahan abrasive yang menempel pada sampel.
2. Pemolesan (polishing) menggunakan  autosol metal  polish serta  kain  halus  untuk menghilangkan sisa goresan dan debu agar didapat permukaan  yang sangat halus hingga tampak mengkilap.
3. Pengetsaan (etching) proses ini dilakukan dengan mencelupkan sampel uji ke dalam larutan etsa nital dengan komposisi asam nitrat (HNO 3 ) 5 ml dan alkohol 95% 100 ml selama 30 detik,  kemudian  di  bersihkan  menggunakan  alkohol  dan  keringkan  menggunakan  mesin pengering dryer, dan  selanjutnya  dilakukan  pengamatan  struktur  mikro  menggunakan mikroskop digital USB.
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika

## Gambar 7. Mikroskop digital USB

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil Pengujian Struktur Mikro
Pengujian dilakukan menggunakan alat uji mikroskop digital USB dengan pembesaran 400X. Adapun material dasar yang digunakan adalah baja ST 41 di etsa menggunakan larutan nital dengan komposisi HNO 3 (asam nitrat) 5 ml dan alkohol 95% 100 ml. Pengamatan struktur mikro pada baja ST 41 dilakukan sebelum dan sesudah proses hardening .
Gambar 8. Struktur mikro dengan media pendingin aquades pada temperatur pemanasan (a) raw material , (b) 850 0 C, (c) 900 0 C, (d) 950 0 C Pada gambar 8a merupakan raw material mempunyai fasa ferrit dan perlit dengan fasa ferrit (warna putih) lebih dominan dibandingkan dengan perlitnya (warna hitam) pada batas butir, pada gambar 8b temperatur 850 0 C fasa yang terbentuk merupakan fasa martensit, bainit dan ferrit dimana struktur halus martensit yang mendominasi pada permukaan, pada gambar 8c temperatur 900 0 C fasa yang terbentuk merupakan fasa martensit, bainit dan ferrit
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
dimana persebaran martensit tidak merata, dan 8d temperatur 950 0 C fasa yang terbentuk juga fasa martensit, bainit dan ferrit tetapi dengan jumlah martensit yang lebih sedikit serta ferrit yang lebih banyak.
Secara  garis  besar  terlihat  bahwa  pengaruh variasi  temperatur  dimana  semakin  tinggi temperatur  pemanasan  maka  kandungan  martensit  yang  terbentuk  semakin  sedikit,  hal  ini disebabkan  karena  difusi  yang  terjadi  masih  belum  sempurna  pada  proses  pemanasan  yang cepat, sehingga menyebabkan keadaan austenit yang belum mencapai homogen dan martensit yang tidak merata dengan kekerasan yang berbeda karena banyak tersisa austenit yang tidak bertransformasi ( retained austenite ).
Gambar 9. Struktur mikro dengan media pendingin oli pada temperatur pemanasan (a) raw material , (b) 850 O C, (c) 900 O C, (d) 950 O C
Pada  gambar  9a  sebelum  perlakuan  panas  ( raw  material )  mempunyai  fasa  ferrit  dan perlit dengan ferrit (warna putih) lebih dominan dibandingkan dengan struktur perlit  (warna hitam) pada batas butir,  pada  gambar 9b temperatur 850 O C fasa  yang terbentuk  merupakan fasa ferrit dan perlit bentuk bainit dengan serpihan pelat, pada gambar 9c temperatur 900 O C fasa yang terbentuk berupa ferrit dan perlit bentuk bainit-ferrit dengan besar butir tidak merata, dan  pada  gambar  9d  temperatur  950 O C  fasa  yang  terbentuk  berupa  ferrit  dan  perlit  bentuk butiran ferrit yang lebih besar ditandai dengan warna putih.
Secara  garis  besar  pada  gambar  9  terlihat  bahwa  semakin  tinggi  temperatur  maka struktur ferrit yang terbentuk semakin besar, sehingga dapat menurunkan nilai kekerasan, hal ini  disebabkan  karena  setelah  proses  pemanasan  pada  temperatur  austenisasi  kemudian dilakukan quenching pada media oli yang memiliki viskositas lebih besar menjadikan proses pendinginan yang lambat sehingga dari fasa austenit dapat bertransformasi menjadi ferrit dan perlit.  Hal  ini  berdasarkan  diagram continuous  cooling  transformation pada  gambar  3 menunjukkan  pengaruh  waktu  kecepatan  pendinginan  terhadap  temperatur  perlakuan  panas pada logam, waktu kecepatan pendinginan di bawah 10 4 detik mempunyai fasa ferrit dan perlit.
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
Gambar 10. Struktur mikro dengan media pendingin air kelapa pada temperatur pemanasan (a) raw material , (b) 850 0 C, (c) 900 0 C, (d) 950 0 C
Pada gambar 10a  sebelum perlakuan panas ( raw  material ) mempunyai  fasa  ferrit dan perlit  dengan  ferrit  (warna  putih)  lebih  dominan  dibandingkan  dengan  struktur  perlitnya (warna  hitam),  pada  gambar  10b  temperatur  850 O C  fasa  yang  terbentuk  merupakan  fasa martensit-bainit  dan  ferrit  dengan  persebaran  martensit  yang  rapat,  pada  gambar  10c temperatur  900 O C  fasa  yang  terbentuk  merupakan  fasa  martensit-bainit  dan  ferrit  dengan persebaran  martensit  tidak  merata  serta  butiran  ferrit  yang  besar,  dan  pada  gambar  10d temperatur  950 O C  fasa  yang  terbentuk  merupakan  fasa  martensit-bainit  dan  ferrit  dengan persebaran martensit tidak merata dan butiran ferrit lebih besar ditandai dengan warna putih. Secara  garis  besar  terlihat  bahwa  pengaruh  variasi  temperatur  dimana  semakin  tinggi temperatur  pemanasan  maka  kandungan  martensit  yang  terbentuk  semakin  sedikit,  hal  ini disebabkan karena difusi yang terjadi masih belum sempurna pada proses  pemanasan  yang cepat, sehingga menyebabkan keadaan austenit yang belum mencapai homogen dan martensit yang tidak merata dengan kekerasan yang berbeda karena banyak tersisa  austenit yang tidak bertransformasi ( retained austenite ).

## Hasil Pengujian Kekerasan
Proses  pengambilan  data  uji  kekerasan  menggunakan  alat portable  hardness  tester digital Mitech MH600 pada material baja ST 41 sebelum perlakuan panas ( raw material ) dan setelah  proses hardening ,  titik  yang  diuji  pada  sampel  sebanyak  3  titik  yang  berbeda  pada setiap masing-masing jenis pendinginan dan variasi temperatur pemanasan.
SJME KINEMATIKA Vol.5 No.1, 16 Juni 2020, pp 37-50 https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika

## Tabel 3. Hasil pengujian kekerasan baja ST 41
Hardening Uji Kekerasan (HV) No Kode Temperatur ( 0 C) Holding Time Quenching 1 2 3
Rata-
Rata
Gambar 11. Grafik hubungan pengaruh variasi temperatur pemanasan terhadap nilai kekerasan

## (Menit)
Aquades 316 336 327 326,2 1 A 850 15 Oli SAE 20W-50 171 161 172 168 Air Kelapa 280 297 273 283,3 Aquades 320 317 319 318,8 2 B 900 15 Oli SAE 20W-50 158 160 152 156,4 Air Kelapa 276 272 268 272 Aquades 309 308 310 309 3 C 950 15 Oli SAE 20W-50 155 151 154 153,1 Air Kelapa 222 224 214 220,1 4 Raw material 148 150 151 149,7
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
Pada grafik dapat dilihat bahwa adanya pengaruh nilai kekerasan pada baja ST 41 dari raw  material terhadap  material  yang  dilakukan  proses hardening menggunakan  variasi temperatur  pemanasan  (850 o C,  900 o C  dan  950 o C)  dan  media  pendingin  (aquades,  oli  SAE 20W-50,  dan  air  kelapa).  Pada  temperatur  850 o C  menggunakan  media  pendingin  aquades didapatkan nilai kekerasan rata-rata sebesar 326,2 HV, dengan media pendingin oli SAE 20W- 50  didapatkan  nilai  kekerasan  sebesar  168  HV,  dan  dengan  media  pendingin  air  kelapa didapatkan nilai kekerasan rata-rata sebesar 283,3 HV. Pada temperatur 900 o C menggunakan media  pendingin  aquades  didapatkan  nilai  kekerasan  rata-rata  sebesar  318,8  HV,  dengan media pendingin oli SAE 20W-50 didapatkan nilai kekerasan sebesar 156,4 HV, dan dengan media pendingin air kelapa didapatkan nilai kekerasan rata-rata sebesar 272  HV. Sedangkan pada temperatur  950 o C  menggunakan  media  pendingin  aquades  didapatkan  nilai  kekerasan rata-rata  sebesar  309  HV,  dengan  media  pendingin  oli  SAE  20W-50  didapatkan  nilai kekerasan  sebesar  153,1  HV,  dan  dengan  media  pendingin  air  kelapa  didapatkan  nilai kekerasan  rata-rata  sebesar  220.1  HV.  Sedangkan  pada raw  material mempunyai  nilai kekerasan rata-rata sebesar 149,7 HV.
Secara  garis  besar  semakin  tinggi  temperatur  maka  nilai  kekerasan  rata-rata  semakin turun, dari analisa hasil pengujian pada baja ST 41 melalui struktur mikro, pada temperatur 850 o C  memiliki  martensit  yang  lebih  dominan  sehingga  nilai  kekerasan  rata-rata  semakin tinggi, sedangkan pada temperatur 900 o C dan 950 o C mempunyai jumlah martensit yang lebih sedikit  maka  nilai  kekerasannya  juga  semakin  menurun.  Dari  temperatur  rendah  ke  tinggi mengalami penurunan pada nilai kekerasan. Hal ini disebabkan karena proses pemanasan tidak mencapai  keadaan  austenit  yang  homogen  dan  saling  berhubungan  sehingga  pada  saat pendinginan cepat diperoleh martensit yang tidak sama dengan kekerasan  yang  berbeda  dan mengakibatkan tidak tercapainya kekerasan yang maksimum, struktur martensit mempunyai peranan penting pada sifat mekanik suatu material yaitu dapat meningkatkan nilai kekerasan semakin banyak kandungan martensit pada suatu bahan maka semakin tinggi nilai kekerasan yang  diperoleh.  Ketangguhan  impak  meningkat  dengan  semakin  tingginya  temperatur, ketangguhan  impak  pada  suatu  material  akan  memberikan  pengaruh  terhadap  kekerasan. Semakin tinggi ketangguhan impak maka kekerasan akan menurun [9].

## KESIMPULAN
Berdasarkan analisa hasil pengamatan dan pengujian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan:
1. Struktur mikro baja ST 41 setelah proses hardening menunjukkan adanya perubahan dari struktur raw material dengan fasa ferrit-perlit menjadi martensit-bainit, struktur martensit terbanyak pada temperatur pemanasan 850 o C menggunakan media pendingin aquades, akan tetapi semakin tinggi temperatur pemanasan maka martensit yang terbentuk lebih sedikit. Hal  ini  disebabkan  karena  difusi  yang  terjadi  masih  belum  sempurna  pada  saat  proses pemanasan  yang  cepat,  sehingga  menyebabkan  keadaan  austenit  yang  belum  mencapai homogen, temperatur sangat berperan dalam hal ini apabila austenit yang belum mencapai homogen  ini  dilakukan quenching maka  akan  memperoleh  martensit  yang  tidak  merata dengan kekerasan yang berbeda.
2. Nilai  kekerasan  baja  ST  41  setelah  proses  hardening  menunjukkan  adanya  peningkatan kekerasan  dari  pada raw  material,  semakin tinggi  temperatur  pemanasan  maka  nilai kekerasan rata-rata semakin menurun dan media pendingin yang memiliki viskositas yang lebih rendah memiliki nilai kekerasan yang lebih tinggi,  adapun nilai kekerasan rata-  rata tertinggi  didapat  pada  temperatur  pemanasan  850 o C  dengan  media  pendingin  aquades sebesar 326,2 HV, sedangkan pada kondisi raw material nilai kekerasan rata- rata sebesar 149,7 HV.
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika

## REFERENSI
[1] H. Purwanto, Diktat Material Teknik . Semarang: Teknik Mesin UNWAHAS, 2012.
[2] A.  Mustofa,  S.  Jokosisworo,  and  A.  Wibawa  Budi  S.,  “Jurnal  teknik  perkapalan,” Tek. Perkapalan , vol. 6, no. 2, pp. 199–206, 2018.
[3] W. D. Callister, Materials science and engineering: An introduction (8th edition) , vol. 12, no. 1. Hoboken: John Wiley & Sons, Inc, 2009.
[4] F. . Campbell, Elements of Metallurgy and Engineering Alloys . SM International, 2008.
[5] R.  Adawiyah,  Murdjani,  and  A.  Hendrawan,  “Pengaruh  Perbedaan  Media  Pendingin Terhadap Strukturmikro Dan Kekerasan Pegas Daun Dalam Proses Hardening,” Poros Tek. , vol. 6, no. 2, pp. 88–95, 2014.
[6] M. Bahtiar and Supramono, “Pengaruh media pendingin minyak pelumas sae 40 pada proses quenching dan tempering terhadap ketangguhan baja karbon rendah,” 2014.
[7] A.  Pramono,  “Karakteristik  Mekanik  Proses  Hardening  Baja  Aisi  1045 Media Quenching Untuk Aplikasi Sprochet Rantai,” J. Ilm. Tek. Mesin Cakra M , vol. 5, no. 1, pp. 32–38, 2011.
[8] ASM Handbook Volume 9 Metallography and Microstructures . 2004.
[9] I.  K.  Suarsana,  I.  N.  Santhiarsa,  and  D.  P.  Negara,  “Pengaruh  Perlakuan  Temperatur  dan Media Pendinginan Terhadap Sifat Ketangguhan Baja AISI 3215,” J. METTEK , vol. 4, no. 1, p. 23, 2018, doi: 10.24843/mettek.2018.v04.i01.p04.