## PENGARUH DEFORMASI TERHADAP SUHU REKRISTALISASI PADA PADUAN Cu-Mn-Ni

## Ika Kartika dan Bambang Sriyono
Pusat Penelitian Metalurgi (P2TM) - LIPI Kawasan Puspiptek, Serpong, Tangerang 15314

## ABSTRAK
PENGARUH DEFORMASI TERHADAP SUHU REKRISTALISASI PADA PADUAN Cu-Mn-Ni. Paduan Cu-Mn-Ni atau paduan manganin adalah pemaduan dari 4% Ni, 12% Mn dalam tembaga. Pada penelitian ini akan dilihat pengaruh besarnya deformasi dipadukan dengan suhu aniling yang bervariasi terhadap suhu rekristalisasi dari paduan manganin. Paduan manganin di aniling pada suhu kamar (30 o C), 250 o C, 300 o C, 350 o C, 400 o C, 450 o C, 500 o C dan 550 o C selama 50 menit, dimana as cast paduan sebelum dipanaskan, dirol dingin dengan variasi reduksi sebesar 27,79%, 52,44% dan 66,31%. Pengujian lain yang mendukung untuk melihat pengaruh besarnya deformasi, terhadap suhu rekristalisasi dari paduan tersebut, adalah metalografi dan uji keras (HB-10). Dari hasil metalografi terlihat bahwa rekristalisasi mulai terjadi berkisar antara suhu 400 o C-450 o C. Dari grafik hasil uji keras paduan manganin pada variasi reduksi dan suhu anil yang berbeda, diperoleh suhu rekristalisasi pada reduksi 27,79% = 416 o C, reduksi 52,44% = 410 o C dan reduksi 66,31% = 379 o C.
Kata kunci : Paduan Cu-Mn-Ni, deformasi,suhu rekristalisasi

## ABSTRACT
THE EFFECT OF DEFORMATION ON RECRISTALIZATION TEMPERATURE OF Cu-Mn-Ni ALLOY. Cu-Mn-Ni alloy or Manganin alloy is alloying of 12% Mn and 4% Ni in copper. This research will refer influent of high stage of deformation with various annealing temperature to recristallization temperature from manganin alloy. Manganin alloy as cast annealed at room temperature (30 o C), 250 o C, 300 o C, 350 o C, 400 o C, 450 o C, 500 o C and 550 o C for 50 minutes, before annealed, as cast manganin alloy various cold rolled at 27.79%, 52.44% and 66.31%. Several testing were carried to see the influent of % deformation on recristallization temperature are metallography and hardness testing (HB-10). From the result of metallography showed that recristallization starting around 400 o C-450 o C. From the result of manganin alloy hardness test graphic on various % reduction and different annealing temperature, recristallization temperature obtained at 27.79%= 416 o C, 52.44% = 410 o C and 66.31% =379 o C.
Key words : Cu-Mn-Ni Alloy, deformation, recristallization temperature

## PENDAHULUAN
Paduan Cu-Mn-Ni atau dikenal juga dengan nama paduan Manganin adalah pemaduan dari 4% Ni, 12% Mn dalam tembaga yang mempunyai sensitivitas regangan rendah tetapi mempunyai sensitivitas tinggi terhadap tekanan hidrostatik. Paduan manganin di desain sebagai material jaringan untuk mengukur gelombang udara yang bergerak dalam kecepatan tinggi.
Beberapa sifat dari paduan manganin seperti sifat fisik, mekanik, listrik dan termal dapat dilihat pada Tabel 1 dibawah ini.
Rekristalisasi terjadi oleh adanya pengintian dan pertumbuhan butir-butir baru, yang pada dasarnya bebas regangan, dengan mengorbankan matriks poligon. Deformasi dan suhu aniling yang cukup tinggi disyaratkan untuk terjadinya rekristalisasi.
Material logam yang dikenai deformasi plastis saat pengerjaan dingin, sebagian kecil energi mekanik yang tersimpan dalam material logam, digunakan untuk mengubah material logam tersebut.
Energi yang tersimpan terletak di dalam kristal- kristal sebagai cacat titik ( vacancy dan interstisi ), dislokasi dan stacking faults dalam berbagai bentuk dan kombinasi, dimana hal ini sangat tergantung pada jenis material logamnya. Oleh karena itu, material logam yang dikenai proses pengerjaan dingin, maka pada saat itu mengalami energi yang tinggi, hal ini secara termodinamik adalah tidak stabil. Dengan aktivasi panas, seperti proses aniling , material logam yang dikenai pengerjaan dingin cenderung untuk bertransformasi ke tingkat yang energinya lebih rendah, diikuti dengan perubahan
strukturmikro. Sepanjang terjadinya perubahan pada strukturmikro, maka sifat dari material logam akan mengalami perubahan.

## METODE PERCOBAAN

## Skema Penelitian

## Proses Rolling dengan Variasi Reduksi
Proses pengerolan dilakukan pada kondisi rol dingin ( cold rolling ) menggunakan variasi reduksi sebesar 27,79%; 52,44%; 66,31% dan variasi suhu.Tujuan diatas berguna untuk melihat pengaruh variasi reduksi dan suhu terhadap terjadinya rekristalisasi pada paduan manganin.

## Pengujian
Pengujian lain yang menunjang untuk mengetahui pengaruh besarnya deformasi terhadap suhu rekristalisasi paduan manganin adalah pengujian metalografi dan uji keras.
Pengamatan metalografi menggunakan alat mikroskop metalurgi Olympus jenis PME. Pengujian kekerasan menggunakan metode Brinell -HB10.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Data Hasil Proses
Strukturmikro hasil metalografi paduan manganin yang menunjukkan awal terjadinya rekristalisasi pada masing-masing reduksi, dapat dilihat pada Gambar 1 sampai Gambar 3.
Hasil uji kekerasan dapat dilihat pada Tabel 2 dibawah ini.

## Pembahasan
Dari strukturmikro hasil proses rol dingin dan aniling , terlihat bahwa pengintian dan tumbuhnya butir-butir baru terjadi pada suhu aniling berkisar antara 400 o C-450 o C.
Dari hasil metalografi juga terlihat bahwa semakin besar deformasi yang diberikan, strukturmikro yang terbentuk menjadi lebih kecil.
Dari hasil uji keras, terlihat bahwa kekerasan tertinggi tercapai pada paduan manganin yang mendapat deformasi yang lebih tinggi yaitu 66,31%.
KEKERASAN (HB-10),
DENGAN VARIASI REDUKSI (%) SUHU ( o C) 27,79 52,44 66,31 30 184,5 204,4 228,3 250 182,2 210,5 241,8 300 175,9 212,2 229,0 350 165,9 194,0 200,5 400 151,9 188,0 171,3 450 146,0 156,3 134,0 500 143,0 107,9 111,5 550 123,9 105,8 112,5 Tabel 2 . Hasil uji keras paduan Cu-Mn-Ni dengan variasi suhu dan reduksi
Tabel 1 . Sifat paduan manganin
Paduan Manganin Sifat Elektrik - Ketahanan listrik (  cm) 43-48 Sifat Mekanik - Elongasi (%) - Impak Izod (J/m) - Modulus elastisitas (GPa) - Kuat Tarik (MPa) < 50 107 124-159 300-600 Sifat Fisik - Kerapatan (g/cm 3 )
- Temperatur cair ( o C) 8,4 960 Sifat Termal - Koef. Ekspansi @20-100 o C (x10 -6 K -1 ) - Temp. Maks. Pemakaian di udara ( o C)
- Konduktivitas termal @RTP (Wm -1 K -1 ) 14-19
300 22
ROL DINGIN DENGAN VARIASI REDUKSI :
27,79%; 52,44%; 66,31% ANILING DENGAN VARIASI SUHU (t = 50 menit) : 30 o C, 250 o C, 300 o C, 350 o C,400 o C,
450 o C, 500 o C, 550 o C PENGUJIAN
METALOGRAFI
& KEKERASAN DATA &
PEMBAHASAN
KESIMPULAN As cast Cu-Mn-Ni
(a) (b) (c) (d)
20  m
20  m
20  m 20  m
Gambar 2 . Strukturmikro paduan manganin kondisi rol dingin pada 52,44% reduksi dengan suhu anil (a). 400 o C, (b). 450 o C, (c). 500 o C dan (d). 550 o C
(a) (b) (c) (d) 20  m 20  m 20  m
Gambar 1 . Strukturmikro paduan manganin kondisi rol dingin pada 27,79% reduksi dengan suhu anil (a).400 o C, (b).450 o C, (c). 500 o C dan (d). 550 o C 20  m

## Pengaruh Deformasi Terhadap Suhu Rekristalisasi pada Paduan Cu-Mn-Ni (Ika Kartika)
(b) (c) (d) 20  m 20  m 20  m
Gambar 3 . Strukturmikro paduan manganin kondisi rol dingin pada 66,31% reduksi dengan temperatur anil (a). 400 o C (b). 450 o C, (c). 500 o C dan (d). 550 o C
Tabel 3 . Suhu rekristalisasi paduan manganin pada variasi reduksi (%)
REDUKSI (%) T rek ( o C) 27,79 416 52,44 410 66,31 379
Dari grafik pada Gambar 4 diatas dengan menggunakan perkiraan pembagian luas kurva yang sama didapatkan suhu rekristalisasi paduan manganin pada variasi reduksi seperti pada Tabel 3 berikut ini.

## KESIMPULAN
Dari hasil penelitian diatas diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Suhu rekristalisasi paduan manganin pada reduksi 27,79% = 416 o C, 52,44% = 410 o C dan 66,31% = 379 o C.
2. Semakin besar deformasi yang diberikan, didapatkan kekerasan paduan yang lebih tinggi.
3. Proses deformasi dan aniling adalah metode yang sangat penting untuk terjadinya rekristalisasi.

## DAFTAR ACUAN
[1]. HSUN HU, Recovery, Recristallization and Grain Growth Structures ,Research Professor,
Department of Metallurgical and Materials Engineering, University of Pittsburgh.
[2]. AVNER, Introduction to Physical Metallurgy , Second Edition.
[3]. H. WESTENGEN and N. RYUM, Zeitscrift fuer Metalkunde , 70 (1979) 528-535
[4]. PRESISI, Jurnal Teknik Mesin , Institut Sains dan Teknologi Nasional (ISTN), Jakaarta.
100.0 125.0 150.0 175.0 200.0 225.0 250.0 0 200 400 600 Temperatur (oC) K e k e ra s a n (H b ) Reduksi = 27.79% Reduksi = 66.31% Reduksi = 66.31%
Gam bar 4 . Grafik hasil uji kekerasan paduan manganin pada variasi % reduksi dan suhu ( o C)
(a) 20  m