## PISTON Journal of Technical Engineering:
Pengaruh Waktu Tahan ketika Proses Thermo Mechanical Controlled Process (TMCP) terhadap Sifat Mekanik dan
Fenomena Anneal Hardening Paduan Cu-Zn 70/30
Eka Febriyanti 1,a , Amin Suhadi 1,b , Ahmad Fadli 2 , dan Rini Riastuti 2
1 Balai Besar Teknologi Kekuatan Struktur (B2TKS), Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), PUSPIPTEK, Serpong, 16314, Indonesia
2 Departemen Teknik Metalurgi dan Material, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok, Indonesia
E-mail: a eka.febriyanti@bppt.go.id, b amin.suhadi@bppt.go.id
Masuk : 15 Januari 2020
Direvisi :14 Februari 2020
Disetujui : 25 Februari 2020
Abstrak: Paduan  Cu-Zn  70/30  memiliki  sifat  konduktivitas  panas  dan  listrik  yang  sangat  baik  serta  mampu  bentuk  yang baik.  Cu-Zn  70/30  sangat  luas  digunakan  sebagai core dan tank radiator  otomotif,  komponen  amunisi,  maupun  perangkat bangunan  dan  arsitektur. Thermo-Mechanical  Controlled  Processing  (TMCP) adalah  salah  satu  metode  rangkaian pengontrolan  pemanasan  dan  pembentukan  dengan  tujuan  meningkatkan  kualitas  sifat  material.  Oleh  karena  itu,  pada penelitian ini digunakan metode TMCP dengan canai hangat untuk meningkatkan sifat mekanik paduan Cu-Zn 70/30. Proses canai dilakukan dengan metode bolak-balik dengan deformasi sebesar 60% (30%-30%) dimana pada setiap pass -nya paduan Cu-Zn  dipanaskan  terlebih  dahulu  pada  temperatur  300°C  dengan  waktu  tahan  berbeda  mulai  dari  30,  60,  dan  120  menit. Berdasarkan  hasil  penelitian  didapatkan  kesimpulan  bahwa  dengan  semakin  lamanya  waktu  pemanasan  dan  kemudian dideformasi lebih lanjut maka terjadi penurunan mencapai 36,5 μm yang berpengaruh pada peningkatan kekerasan sebesar 174,12 HV dan kekuatan tarik  mencapai 525,4 MPa pada waktu tahan 120 menit. Ditambah lagi, terdapat indikasi adanya fenomena Anneal  Hardening karena  tersegregasinya  atom  terlarut  pada  dislokasi  atau  batas  butir  sehingga  memberikan pengaruh yang cukup signifikan terhadap nilai kekerasan dan kekuatan tarik paduan Cu-Zn 70/30.
Kata kunci: paduan Cu-Zn 70/30, TMCP, waktu tahan, sifat mekanis, anneal hardening
Abstract: Cu-Zn alloy (70/30) possesses high thermal, electrical conductivity, and good formability. Thus,  used extensively for core and tank automotive radiator, ammunition component, and architectural hardware. Thermo-Mechanical Controlled Processing (TMCP) is one method consists of controlled heating and controlled forming to produce high quality materials. Therefore,  this  research  focuses  on  the  study  of  mechanical  properties  and  corrosion  resistance  Cu-Zn  70/30  by implementing  warm  rolling  TMCP  method.  Rolling  process  was  conducted  in  reversible  way  with  deformation  degree  of 60% (30%-30%) and before each pass of the rolling the material is heated up to temperature 300°C with different holding time from 30, 60, and 120 minutes. The results showed that as the longer holding time of the heating and was continued by further  deformation,  it  affects  the  grain  size  to  be  much  smaller  to  36,5  μm  and  thus  corresponds  to  the  increasing  of hardness value up to 174,12 HV dan Ultimate Tensile Strength (UTS) up to 525,4 MPa for 120 minutes of holding time. In addition, it indicates that Anneal Hardening caused by segregation of solute atoms into dislocations or grain boundary has taken place that affect a significant change in hardness and tensile strength of Cu-Zn 70/30.
Keywords : Cu-Zn 70/30 alloy, TMCP, holding time, mechanical properties, anneal hardening

## PENDAHULUAN
Tembaga merupakan logam yang memiliki aplikasi yang luas dan bervariasi dalam kehidupan sehari-hari. Tembaga  memiliki  sifat  konduktivitas  listrik,  konduktivitas  panas,  serta  ketahanan  korosi  dan  pengubahan bentuk  yang  baik.  Tembaga  memiliki  keuletan  dan  kelunakan  yang  tinggi  sehingga  umumnya  tembaga dipadukan dengan elemen lain. Paduan tembaga yang paling umum adalah paduan kuningan dimana seng (Zn) merupakan  elemen  paduan  utama  dan  dominan  dalam  kuningan.  Paduan  Kuningan  (Cu-Zn)  yang  umum
diantaranya adalah yellow brass, naval brass , muntz metal (60-40) dan cartridge brass (70-30). Cartridge Brass memiliki  sifat  kemampuan  hantar  panas  dan  listrik  serta  ketahanan  korosi  yang  baik  sehingga  umumnya digunakan  untuk  aplikasi core dan tank radiator  otomotif, architectural  hardware seperti fasteners,  locks, hinges, pins dan rivets , serta komponen amunisi [1]. Selain  dengan  paduan  ( alloying) ,  sifat  mekanik  tembaga  juga  dapat  ditingkatkan  dengan  perlakuan  lain diantaranya  adalah  dengan  metode Thermo-Mechanical  Controlled  Processing (TMCP).  TMCP  merupakan rangkaian  proses  pembentukan  (deformasi)  dan  pemanasan  secara  simultan  untuk  mendapatkan  kualitas  sifat material yang meningkat, umumnya sifat mekanik seperti kekuatan [2]. Metode TMCP yang dilakukan berupa canai  ( rolling )  pada  sekitar  suhu  rekristalisasi  (300-350°C)  serta  deformasi  yang  diaplikasikan  pada  suhu  ini tidak  terlalu  besar  layaknya  pada hot  rolling .  Pemilihan  metode rolling di  sekitar  suhu  rekristalisasi  ini dipertimbangkan karena dapat  menurunkan biaya produksi serta kualitas permukaan dan pengontrolan dimensi lebih baik [3].
Penelitian ini merupakan penelitian lanjutan dari penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Eka Febriyanti [4],  dimana  pada  penelitian  tersebut  dilakukan  metode  TMCP warm  rolling double-pass  reversible pada  suhu hangat  300°C,  400°C,  dan  500°C  dengan  masing-masing  deformasi  50%,  60%,  dan  70%  dengan  media pendingin  berupa  udara.  Berdasarkan  penelitian  tersebut  dapat  disimpulkan  bahwa  adanya  fenomena Anneal Hardening pada suhu 300°C. Berdasarkan penelitian S. Nestorovic et al [5], Anneal Hardening dipengaruhi oleh unsur paduan, persentase deformasi, dan juga waktu annealing atau waktu tahan .
Oleh  karena  itu,  penelitian  ini  dilakukan  untuk  mempelajari  pengaruh  waktu  tahan  ketika  proses  TMCP terhadap perubahan sifat mekanik dan fenomena Anneal Hardening pada paduan Cu-Zn, dengan harapan dapat meningkatkan kualitas paduan Cu-Zn dari sifat mekaniknya.

## METODOLOGI

## Persiapan Sampel Uji
Paduan  Cu-Zn  yang  digunakan  merupakan  klasifikasi  paduan  Cu-Zn  70/30  dengan  komposisi  paduan hasil optical emission spectroscopy (OES) seperti yang terlihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi sampel paduan Cu-Zn 70/30 Unsur Penelitian (wt%) Spesifikasi ASTM B36M-13[6] (% berat) Cu 69,5 69,5-72 Zn 30,7 sisa Fe 0,026 ~ max. 0,05 Sn 0,0062 ~ max. 0,03 Al < 0,002 ~ max. 0,03 Ni - ~ max. 0,2 As < 0,001 ~ max. 0,02 Pb < 0,005 ~ max. 0,05 Si < 0,005 ~ max. 0,01 Mn 0,0052 ~ max. 0,04 P < 0,003 ~ max. 0,05 Sb - ~ max. 0,01 Bi - ~ max. 0,04
Sampel  yang  digunakan  pada  penelitian  merupakan  lembaran  pelat  dengan  dimensi  ukuran  panjang  100 mm,  lebar  50  mm,  dan  tebal  3,1  mm.  Sampel  diberi  lubang  sedalam  kurang  lebih  5  mm  dan  diameter  lubang kurang  lebih  2  mm  sebagai  tempat  untuk  meletakkan  kawat  pengukur  suhu  sampel  ( Thermocouple )  Tipe  K. Kawat Thermocouple yang  berfungsi  sebagai  alat  untuk  mengukur  suhu  sampel.  Pengukuran  temperatur
menggunakan Data  Acquisition  System yang  dilengkapi  dengan Lutron  Software yang  terhubung  dengan komputer. Rangkaian sampel dan alat pengujian seperti yang terlihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Contoh rangkaian pengujian TMCP [4]

## Rangkaian Pengujian TMCP
Sedangkan rangkaian pengujian TMCP secara aktual dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Contoh rangkaian pengujian TMCP secara actual [4]
Paduan  Cu-Zn  70/30  yang  digunakan  ada  4  yaitu  A  adalah  sampel  paduan  Cu-Zn  70/30  awal  yang  tidak mengalami proses deformasi namun mengalami proses pemanasan awal pada suhu 700°C selama 90 menit lalu didinginkan dengan media dapur yang diilustrasikan dengan Gambar 3. Sedangkan B merupakan sampel paduan Cu-Zn  70/30  yang  telah  dilakukan  diberikan  perlakuan  panas  berupa  proses  homogenisasi  seperti  yang  telah diberikan  pada  sampel  paduan  A  lalu  dilanjutkan  pemanasan  pada  suhu  300°C  dan  ditahan  selama  30  menit kemudian  dideformasi  sebesar  30%  reduksi,  selanjutnya  dipanaskan  pada  suhu  300°C  dan  ditahan  selama  30 menit  setelah  itu  dideformasi  sebesar  30%  reduksi  lalu  didinginkan  dengan  media  udara  yang  diilustrasikan dengan Gambar 4. Untuk sampel paduan Cu-Zn 70/30 C dipanaskan hingga suhu 700°C selama 90  menit lalu dilanjutkan  pemanasan  pada  suhu  300°C  dan  ditahan  selama  60  menit  kemudian  dideformasi  sebesar  30% reduksi  selanjutnya  dipanaskan  pada  suhu  300°C  dan  ditahan  selama  60  menit  setelah  itu  dideformasi  sebesar 30% reduksi lalu didinginkan dengan  media  udara  yang diilustrasikan dengan Gambar 5. Pada sampel paduan Cu-Zn 70/30 D dipanaskan  hingga suhu 700°C selama 90  menit lalu dilanjutkan pemanasan pada suhu 300°C dan  ditahan  selama  120  menit  kemudian  dideformasi  sebesar  30%  reduksi  selanjutnya  dipanaskan  pada  suhu 300°C  dan  ditahan  selama  120  menit  setelah  itu  dideformasi  sebesar  30%  reduksi  lalu  didinginkan  dengan media udara yang diilustrasikan dengan Gambar 6.
Gambar 3. Diagram tahapan homogenisasi untuk paduan Cu-Zn 70/30 di suhu 700 o C selama 90 menit.
Gambar  4. Diagram  tahapan  TMCP  pada  suhu  300°C  dengan  metode double pass  reversible  dengan  deformasi  teoritis 30%+30% dan waktu tahan 30 menit.
Gambar 5. Diagram tahapan percobaan TMCP pada  suhu 300°C dengan metode double pass reversible dengan deformasi teoritis 30%+30% dan waktu tahan 60 menit.
Gambar 6. Diagram tahapan percobaan TMCP pada  suhu 300°C dengan metode double pass reversible dengan deformasi teoritis 30%+30% dan waktu tahan 120 menit.
Proses  TMCP  dilanjutkan  dengan  pengujian  tarik.  Pengujian  tarik  dilakukan  untuk  mengetahui    dan menentukan  respon  mekanis  material  dari  suatu  konstruksi,  komponen,  atau  rakitan  fabrikasi  saat  dikenakan beban  atau  deformasi  tertentu  dari  yang  terus  meningkat  secara  kontinyu.  Pengujian  dan  sampel  uji  tarik mengacu  pada  standar  ASTM  E8  untuk  mengetahui  degradasi  sifat  mekanik  material  yang  meliputi  kekuatan, ketangguhan, dan nilai keuletan. Output data yang dihasilkan adalah berupa perubahan panjang dan perubahan beban yang selanjutnya diolah ke dalam bentuk grafik tegangan-regangan.
Benda uji tarik dibuat searah pengerolan yaitu: 0° dan mengacu pada standar ASTM E8 seperti yang terlihat pada Gambar 7. Selanjutnya dilakukan pengujian tarik menggunakan mesin uji tarik Servopulser.
Gambar 7. Sampel uji tarik dimana L =  minimal 100 mm,  G = 25 mm,  W = 6  mm, R = 6 mm,  A = 32 mm, B = 30mm, dan C = 10 mm
Untuk menghitung nilai UTS ( ultimate tensile strength ), YS ( yield strength ), dan Ɛ (elongasi) dari material paduan Cu-Zn 70/30 menggunakan persamaan sebagai berikut :
Setelah  pengujian  tarik  dilanjutkan  dengan  pengamatan  struktur  mikro.  Pengamatan  struktur  mikro  ini bertujuan untuk melihat struktur mikro material paduan Cu-Zn 70/30. Dalam pengamatan ini digunakan standar ASTM  E3  –  01  [7]  “ Standard  Guide  for  Preparation  for  Metallographic  Specimens ”. Pertama-tama  sampel dipotong untuk mempermudah proses pengujian metalografi. Lalu sampel dipasangkan pada blok polimer untuk memudahkan  dalam  proses  pengamplasan  dan  pemolesan.  Kemudian  sampel  diamplas  dengan  kertas  amplas dimulai dari grit #80, #200, #400, #600, #800, #1000, #1200, #1500 (dalam mesh ). Selanjutnya sampel dipoles dengan ditambahkan pasta kovac sampai mengkilap. Setelah itu sampel dietsa dengan zat etsa ferric klorida atau FeCl 3 10% yang terdiri atas 10gr FeCl3 dan 100 ml alcohol 96%. Terakhir sampel diamati di mikroskop dengan perbesaran 100x, 200x, dan 500x menggunakan mikroskop optik.
Setelah  dilakukan  proses  pengamatan  struktur  mikro  lalu  dilakukan  pengujian  kekerasan  untuk membandingkan  hubungan  antara  besar  deformasi  TMCP dengan  tingkat  keuletan  material  paduan  Cu-Zn
σ UTS = Fmax/A o
ε = (lmax-l o )/lo (1) (2)
70/30. Metode pengujian kekerasan yang dipakai yaitu metode kekerasan Vickers dengan menggunakan standar ASTM  E  92 [8]  karena  ketebalan  material  benda  uji  tipis  yaitu  ≤  3,1  mm.  Oleh  karena  itu,  perlu  dilakukan pengujian metode kekerasan mikro untuk mengetahui distribusi kekerasan baik di bagian tepi maupun di bagian tengah hasil warm rolling .

## HASIL DAN DISKUSI
Dari  hasil  uji  tarik  diperoleh  data  seperti  batas  kekuatan  tarik  (UTS),  perpanjangan  hingga  putus  (% Elongasi), dan kekuatan luluh (YS) dari paduan Cu-Zn 70/30 yang terdapat pada Tabel 2.
Tabel 2. Data hasil uji tarik paduan Cu-Zn 70/30 setelah diproses TMCP.
Waktu Tahan (menit) UTS (MPa) YS (MPa) Ɛ (%) 0 314,06 125,41 53,4 30 459,2 401,54 5,99 60 530,36 462,7 5,54 120 525,4 474,3 5,87
Data hasil uji tarik paduan Cu-Zn 70/30 yang telah diproses TMCP seperti yang dapat dilihat pada Gambar 8 yaitu grafik hubungan waktu tahan TMCP terhadap kekuatan tarik UTS ( ultimate tensile strength ), Gambar 9 yaitu  grafik  hubungan  waktu  tahan  TMCP  terhadap  kekuatan  tarik  YS  ( yield  strength ),  dan  Gambar  10  yaitu grafik  hubungan  waktu  tahan  TMCP  terhadap  persentase  elongasi,  dimana  sebelum  proses  TMCP  (setelah proses homogenisasi pada suhu 700 o C selama 90  menit)  sampel paduan  Cu-Zn 70/30 memiliki  kekuatan tarik UTS 314,06 MPa; YS 125,41 MPa; dan % elongasi 53,4%.
Gambar 8. Hubungan waktu tahan (menit) dengan nilai UTS ( ultimate tensile strength /MPa).
Gambar 9. Hubungan waktu tahan (menit) dengan nilai YS ( yield strength /MPa).
Gambar 10. Hubungan waktu tahan (menit) dengan nilai elongasi (%).
Pada  Gambar  8  menunjukkan  pengaruh  hubungan  besar  waktu  pemanasan  terhadap Ultimate  Tensile Strength (UTS) paduan Cu-Zn 70/30. Dapat dilihat bahwa dengan lamanya waktu pemanasan yang dilanjutkan deformasi canai maka terjadi peningkatan kekuatan tarik dari 314,06 MPa hingga 525,4 MPa.
Adanya  peningkatan  kekuatan  tarik  yang  dipengaruhi  oleh  pemanasan  atau annealing dapat  disebabkan oleh Anneal  Hardening seperti  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Y.L.  Gong  dkk,  dimana  dilakukan cryogenic rolling pada  paduan  Cu-Al-Zn  di  suhu  nitrogen  cair  kemudian  dilakukan  annealing  pada  suhu  150°C  hingga 300°C. Paduan Cu-Al-Zn dibagi  menjadi 3 komposisi  yang berbeda yaitu Cu-Al12,1%berat-Zn4,1%berat, Cu- Al4,3%berat-Zn22,8%berat,  dan  Cu-Al2,5%berat-Zn2,5%berat.  Pada  kedua  paduan  dengan  komposisi  yang tinggi  (Cu-Al12,1%berat-Zn4,1%berat  dan  Cu-Al4,3%berat-Zn22,8%berat)  menunjukkan  adanya  peningkatan kekuatan  tarik  dan  pengurangan  elongasi  pada  suhu  150°C  hingga  200°C  namun  kemudian  diatas  250°C  sifat mekanik  terjadi  seperti  pada annealing umumnya,  namun  pada  paduan  dengan  komposisi  rendah  (Cu- Al2,5%berat-Zn2,5%berat)  hanya  terjadi  perubahan  sifat  mekanik  seperti  pelunakan  pada  umumnya. Peningkatan  sifat  mekanik  berupa  kekuatan  tarik  dan  pengurangan  elongasi  pada  kedua  paduan  dengan komposisi yang tinggi mengindikasikan adanya fenomena Anneal Hardening yang terjadi, namun fenomena ini tidak terjadi pada paduan dengan komposisi atom terlarut yang rendah [9].
Tabel 3. Data hasil uji kekerasan paduan Cu-Zn 70/30 setelah diproses TMCP.
Waktu Tahan (menit) Kekerasan (HV) Sampin g Tengah Samping Tepi Atas Rata-rata 0 74,91 77,26 79,36 77,18 30 171,58 181,93 175,22 176,25 60 171,16 171,94 168,13 170,41 120 171,74 175,61 175,01 174,12
Gambar 11. Hubungan waktu tahan (menit) dengan kekerasan (HV).
Pada Tabel 3 dan Gambar 11 menunjukkan hubungan pengaruh  waktu pemanasan dengan nilai  kekerasan material  dan  dapat  dilihat  bahwa  nilai  kekerasan  memiliki  kecenderungan  peningkatan  seiring  lamanya  waktu pemanasan dari 77,18 HV untuk paduan Cu-Zn 70/30 No.1 hingga mencapai 174,14 HV untuk paduan Cu-Zn 70/30 No.4.
Penumpukan dislokasi pada batas butir inilah yang menghasilkan peningkatan nilai kekerasan material [1]. Seperti penelitian oleh Rini Riastuti [10], yang melakukan canai hangat terhadap baja karbon rendah berbentuk wedges pada  suhu  500°C,  550°C,  dan  600°C  dengan  persentase  reduksi  50%,  67%,  75%,  dan  80%.  Hasilnya menunjukkan  bahwa  dengan  peningkatan  %  deformasi  maka  ukuran  butir  pun  menurun  sedangkan  kekerasan akan  meningkat.  Ukuran  butir  halus  akan  meningkatkan  kekerasan  dikarenakan  ukuran  butir  halus  memiliki jumlah  batas  butir  yang  banyak.  Batas  butir  merupakan  tempat  dimana  dislokasi  tertahan  karena  batas  butir mempunyai  energi  tertinggi  untuk  memindahkan  dislokasi  sehingga  jika  jumlah  batas  butir  meningkat,  maka dislokasi akan sulit bergerak dan material akan mengalami pengerasan regang yang menghasilkan peningkatan nilai kekerasan.
Selain  itu  peningkatan mechanical  (deformed)  twin karena  adanya  rangkaian  proses  pemanasan  dan deformasi seiring meningkatnya waktu pemanasan juga memiliki peran dalam meningkatkan kekerasan material dimana twin tersebut dapat berperan sebagai penghambat pergerakan dislokasi sehingga interaksi tersebut dapat meningkatkan  kekuatan  material.  Seperti  penelitian  oleh  Bondan  T.  Sofyan  dan  Imam  Basori  [11],  yang melakukan  canai  dingin  terhadap  Cu-32%Zn  dengan  persentase  reduksi  20%,  40%,  dan  70%.  Hasilnya menunjukkan  bahwa  dengan  peningkatan  %  deformasi  maka twin yang  terbentuk  juga  meningkat. Strain Hardening terjadi karena formasi dislokasi yang bergerak sepanjang bidang slip , dengan semakin meningkatnya deformasi maka twin yang terbentuk juga meningkat dan menjadi lebih dominan dari slip, mengakibatkan slip akan lebih sulit dan berdampak pada pergerakan dislokasi yang terhambat sehingga kekerasan pun meningkat.
Walaupun pada Gambar 11 menunjukkan adanya kecenderungan peningkatan kekerasan, tetapi pada waktu pemanasan  30  menit  memiliki  nilai  kekerasan  tertinggi  mencapai  176,25  HV  walaupun  memiliki  ukuran  butir yang  lebih  besar  dan  kasar  jika  dibandingkan  waktu  pemanasan  lainnya  seperti  yang  terlihat  pada  hasil pemeriksaan mikrostruktur paduan Cu-Zn 70/30 di Gambar 12. Kekerasan yang optimum ini dapat disebabkan oleh  fenomena Anneal  Hardening . Annealing merupakan  salah  satu  perlakuan  panas  untuk  menghilangkan tegangan sisa, melunakkan, dan meningkatkan keuletan logam. Namun untuk beberapa kasus, annealing dapat mengeraskan suatu logam dan umumnya fenomena ini ditemukan pada tembaga dan paduannya [12]. Fenomena Anneal  Hardening adalah  fenomena  yang  terjadi  karena  adanya  mekanisme  penguatan  yang  menghasilkan peningkatan  sifat  mekanik  material  dari  hasil  pemanasan  pada  suhu  tertentu.  Fenomena Anneal  Hardening terjadi  ketika  paduan  Cu-Zn  dianil  pada  suhu  dibawah  suhu  rekristalisasinya  berkisar  antara  152-300°C  atau lebih  tergantung  dari  unsur  paduannya.  Selain  itu  dengan  meningkatnya  %  deformasi  pengerjaan  dingin  dan waktu tahan annealing maka efek Anneal Hardening semakin meningkat. Hal ini dijelaskan oleh S. Nestorovic [5], yang  meneliti perubahan  kekerasan terhadap  waktu tahan annealing pada suhu anil  240°C dimana  seiring meningkatnya  waktu  anil  maka  kekerasan  juga  meningkat  akibat  dari  pengaruh Anneal  Hardening .  Pada penelitian  tersebut  terjadi  peningkatan  kekerasan  seiring  meningkatnya  waktu  tahan annealing dimana  pada waktu tertentu mencapai nilai maksimum kemudian kekerasan mengalami penurunan walaupun tidak signifikan, penurunan  nilai  kekerasan  ini  dapat  disebabkan  oleh  material  telah  mengalami  proses  rekristalisasi  walaupun belum  mencapai  suhu  rekristalisasinya.  Walaupun  belum  mencapai  suhu  rekristalisasi,  material  tetap  dapat mengalami rekristalisasi dengan waktu pemanasan yang cukup [13].
Gambar  12. Mikrostruktur paduan  Cu-Zn 70/30  yang  dilakukan  TMCP  di  suhu  300°C  dengan  waktu  tahan  30  menit  (A) Posisi samping tengah, (B) Posisi samping tepi, (C) Posisi atas. Etsa : FeCl 3 10%.
Banyak  teori  mekanisme  yang  dapat  menyebabkan  terjadinya Anneal  Hardening karena  fenomena  ini memang  belum  banyak  dikaji  dan  sepenuhnya  dimengerti  oleh  para  peneliti.  Namun  berdasarkan  penelitian  I. Markovic,  dkk,  yang  melakukan  pengujian  pada  paduan  Cu-11,4%Au  dan  paduan  Cu-12,7%Au  yang  diberi perlakuan  canai  dingin  sebesar  60%  kemudian  dianil  secara  isokronal  dari  60°C-700°C  dan  isotermal  sebesar 250°C selama 100 jam, pada suhu 60°C-200°C juga menunjukkan terjadi sedikit peningkatan kekerasan sebesar 240  HV  yang  dianggap  sebagai  pengerasan  pertama  kemudian  dari  suhu  200°C  ke  350°C  kembali  terjadi peningkatan  yang  cukup  jelas  sebesar  310  HV  yang  dianggap  sebagai  pengerasan  kedua  dan  setelah  350°C kembali  terjadi  penurunan  kekerasan  sebagai  indikasi  telah  terjadinya  rekristalisasi.  Pengerasan  pertama  dan kedua  ini  dianggap  sebagai Anneal  Hardening yang  mekanismenya  disebabkan  oleh  segregasi  atom  terlarut kepada batas butir dan cacat kisi seperti vakansi dan dislokasi. Pengujian DTA dan XRD yang dilakukan dalam penelitian  tersebut  juga  mengindikasikan  adanya  pengurangan  parameter  kisi  yang  diasosiasikan  dengan tersegregasinya  atom  terlarut  dimana  atom  terlarut  akan  meninggalkan  matriks  tembaga  sehingga  terjadi perubahan  parameter  kisi,  atom  terlarut  tersebut  kemudian  membentuk cluster yang  cenderung  terbentuk  di daerah yang banyak vakansi seperti dislokasi atau batas butir [14].
Selain  itu  pada  penelitian  Y.L.  Gong,  dkk,  juga  membahas  mekanisme  yang  paling  umum  dari Anneal Hardening yaitu segregasi atom terlarut pada dislokasi atau batas butir yang dapat menyebabkan tegangan pada kisi  karena  atom  ini  tersegregasi  dalam  bentuk  interstisi.  Tegangan  yang  terlokalisasi  ini  dapat  menghambat pergerakan dislokasi serta mengurangi energi pada batas butir sehingga meningkatkan kekuatan material. Atom interstisi  akan  mendistorsi  kisi  yang  menyebabkan  adanya  tegangan  sisa  yang  mengelilingi  interstisi.  Namun, jika  atom  terdifusi  masuk  ke  dalam  inti  dislokasi,  maka  atom  tersebut  akan  menetap  disana.  Oleh  karena  itu, sekali dislokasi terjepit oleh atom interstisi maka dibutuhkan gaya tambahan untuk melepaskan dislokasi [9].

## KESIMPULAN
Proses TMCP yang dilakukan pada paduan Cu-Zn 70/30 di suhu 300°C dengan waktu tahan 30, 60, dan 120 menit menunjukkan bahwa semakin lama waktu pemanasan maka terjadi peningkatan kekerasan dari 77,18 HV hingga  mencapai 174,14 HV dan  kekuatan tarik dari 314,06 MPa hingga 525,4 MPa dimana  kekerasan paling optimum  yang  diperoleh  adalah  sebesar  176,25  HV  untuk  waktu  pemanasan  30  menit  dan  kekuatan  tarik optimum sebesar 530,36 MPa untuk waktu pemanasan 60 menit.

## A
Selain itu, pada penelitian ini terdapat fenomena Anneal Hardening yang disebabkan oleh tersegregasinya atom terlarut (Zn) ke dislokasi atau batas butir yang mempengaruhi nilai kekerasan dan kekuatan tarik paduan Cu-Zn 70/30.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Kemenristekdikti  selaku  penyelenggara/sponsorship  untuk beasiswa sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] William D. Callister, Jr., “Materials Science and Engineering, An Introduction” , 6th Ed., John Wiley & Sons, Inc. , 2003.
[2] Bert Verlinden, “Thermo-Mechanical Processing of Metallic Materials”, Elsevier , 2007.
[3] G. H. Akbari, C. M Sellars dan J.A Whiteman, “Microstructural Development During Warm Rolling of an IF Steel” , Acta Metallurgica , Vol. 45, No.12, hal.5047-5058, 1997
[4] Febriyanti, Eka, dkk, “Pengaruh Anneal Hardening dan % Reduksi Warm Rolling terhadap Sifat Mekanik Paduan Cu-Zn 70/30 ”, Majalah Metalurgi , Vol.31, Issue 1, hal.33-42, 2016.
[5] Nestorovic, S., “Influence of Time Annealing on Anneal Hardening Effect of Cast Cu-Zn Alloy”, Journal of Mining and Metallurgy , Vol.39, Issue (3-4)B, hal.489-497, 2003.
[6] ASTM B36M-13, “Standard Specification for Brass Plate, Sheet, Strip, and Rolled Bar”, ASTM, 2003
[7] ASTM E3-01, “ Standard Guide for Preparation for Metallographic Specimens” , ASTM , 2003
[8] ASTM E92, ” Standard Test Methods for Vickers Hardness of Metallic Materials” , ASTM, 2003
[9] Y.L. Gong, dkk, “Unusual Hardening Behaviour in Heavily Cryo-rolled Cu-Al-Zn Alloys during Annealing Treatment”, Elsevier , 2016.
[10] Rini  Riastuti,  R.Bastian  M.,  Dedi  Priadi,  and  E.S.Siradjh,  “Grain  Refinement  through  Warm  Rolling  of Wedge-shaped Low Carbon Steel”, Advanced Material Research , Vol.383, Issue 390, hal.5869-5873, 2012.
[11] Bondan  T.  Sofyan  dan  Imam  Basori,  “Effects  of  Deformation  and  Annealing  Temperature  on  the Microstructure  and  Mechanical  Properties  of  Cu-32%Zn  Brass”, ARPN  Journal  of  Engineering  and Applied Sciences , Vol. 11, No. 4, 2016.
[12] P.Zhang,  X.H. An,  Z.J  Zhang,  T.G.Langdon,  dkk,  “Optimizing  Strength  and  Ductility  of  Cu-Zn  Alloys through Severe Plastic Deformation”, Scripta Materialia , Vol. 67, hal.871-874 2012.
[13] H. L. Walker. “Grain Sizes Produced by Recrystallization and Coalesence in Cold-Rolled Cartridge Brass”, Bulletin University of Illinois , 1945.
[14] I. Markovic, dkk, “Study of Anneal Hardening in Cold Worked Cu-Au Alloy”, Elsevier , 2016.