Url: https://ceredindonesia.or.id/index.php/mesil Vol.04, No.01, Juni 2023, Hal 45-51
Pengaruh Temperatur  terhadap Kekuatan Impak  pada  Material  Besi Nako 10 mm
Jandri  Fan  HT  Saragi 1* ,  Angga  Bahri  Pratama 2 ,  Eka  Putra  Dairi  Boangmanalu 3 , Al  Qadry 4 , Franklin Taruyun Hudeardo Sinaga 5 1,3,4,5). Program Studi Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan
2). Program Studi Teknik Konversi Energi, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan Email: jandrisaragi@polmed.ac.id

## ABSTRACT
Each material has a different type of toughness, such as the type of 10 mm nako iron material. In use, the material can be damaged. One of the factors that can cause damage is temperature. To find out how the effect of temperature on the material, one of the material tests was carried out, namely impact testing with the charpy method. This impact test is carried out on materials that  have  been  given  different  temperature  variations.  There  are  6  test  specimens  used  at different  temperatures.  As a  result,  at  the  highest  temperature,  namely  at  31 o C,  the  absorbed energy is 180.84 J with an impact price of 180.84 J/cm 2 and at a low temperature, namely at 4 o C, the absorbed energy is 256.8 J with an impact price of 256 .8 J/cm 2 .
Keywords: Impact testing, charpy method, temperature variations

## 1. PENDAHULUAN
Perkembangan prose . s manufactur dewasa ini ba . ik yang bergerak dalam bidang jasa maupun  produksi  tentunya  disertai  pula  oleh  peningka . tan  kebutu . han  akan  material, buk . an  han . ya  kuantitas  tapi  juga  dari  sisi  kualitas  sehingga  tidak  menimbulkan kesalahan  ataupun  cacat  dalam  produ . ksi.  Kualit . as  material  tersebut  har . us  memenuhi persyaratan  seperti  ketangguhan,  kekuatan  keuletan,  kekerasan,  dan  ketahanan, misalnya tahan terh . adap korosi sehinga dari segi keam . anan dan ek . onomi produk dapat terjamin.
Untuk menilai ketahanan material terhadap patah getas perlu adanya pengujian serta mempertimbangkan faktor-faktor dina . mis yang dapat mempengaruhi pata . h getas, antara lain  kecepatan  regang,  takik,  tebal  pelat,  tega . ngan  sisa  dan  lain-lain.  K . etangguhan (impak)  merupakan  ketah . anan  bahan  terhadap  beban  kejut.  Inilah  yang  membedakan pengujian  impak  dengan  pen . gujian  tarik  dan  keker . asan.  Pada  pengujian  tarik  dan kekerasan  pembeba . nan  dilakukan  sec . ara  perlahan-lahan,  sedangkan  pada  pengujian impak merup . akan suatu u . paya untuk menyim . ulasikan kondi . si operasi mat . erial dima . na pembeb . anan datang secara tiba-ti . ba.
Ketangguhan  suatu  material  terhadap  beban  tiba-tiba  (kejut)  penting  dalam  proses produksi untuk mengetahui sejauh mana material tersebut digun akan dalam pemakaian dikehidupan  sehari-hari.  Penguj . ian  logam  dan  no . n-logam  dapat  dilakukan  dengan pengujian  standar  dan  tentunya  ini  belumlah  cukup  hingga  diperlukan  pengujian sesungguhya  dalam  pemakaiannya.  Untuk  pengujan  standar  dapat  dilakukan  di laboratorium  untuk  melihat  dan  menyimulasikan  kondisi-kondisi  yang  diinginkan maupun kondisi buatan terma . suk didalamnya takikan, lubang, karat, dan retak tarik dan penentuan  sifat  m . ekanis  ini  haruslah  memenuhi  syarat  kimia,  tekologi,  dan  ekonomi sehingga bi . sa lebih mengu . ntungkan.
Impact  test atau  peng . ujian    tum . bukan  adalah  salah  satu  cara  meng . etahui  dan menganalisa  sifat  mekanik  material,  dalam  hal  ini  ketangguhan  material  dan  dalam penggunaannya  dalam  dunia  industri  nanti . nya.  Material  dapat  diseleksi  sebelum melakukan kegiatan produksi shingga dalam pemakaian sudah dapat diket . ahui material
Url: https://ceredindonesia.or.id/index.php/mesil Vol.04, No.01, Juni 2023, Hal 45-51
itu  layak  digunakan  atau  tidak.  Di  dalam  kehidupan  sehari-hari  sangat  b . anyak ditemukan pemakaian dari im . pact test ini contohnya pada material yang digunakan pada jembatan sebagai rangka, pesawat, mobil, rel kereta api dan lain-lain.
Tem . peratur  merupakan  faktor  yang  sangat  berpen . garuh  pada  keangguhan  suatu ma . terial  dimana  sem . akin  rendah  tempera . tur  material  maka  semak . in  rendah  pula ketangguhann . ya  mulai  dari  rapuh  yaitu  suh . u  yang  sangat  rendah  dimana  butir-butir material  akan  sangat  rapat  sehingga  tidak  ada  ruang  untuk  terdefor . masi  elastis  dan penyerapan enegi sangat kecil, demikian sebaliknya semakin meningkatnya temperatur maka butir-butir mateial ak . an merengg . ang dan meningkatkan terjadinya defor . masi dan energi yang diserap juga semakin besar.
Tujuan  dari  pe . nelitian  ini  yaitu  untuk  mengetahui  pengar . uh  temperatur  terhadap kekuatan impak pada material besi nako 10 mm. Adapun hasil penelitian ini diharapkan dapat  memberikan  manfaat  seperti,  menambah  khasanah  pengetahua . n  bagi  pembaca mengenai  kekuatan  im . pak  pada  material  besi  nako  10  mm,  me . mberi  ilmu  yang  baru ter . kait  pengaruh  suatu  temp . eratur  terhadap  kekua . tan  impak,  serta  dijadikan  refere . nsi untuk penelitian selanju . tnya dalam mengem . bangkan teori.

## 2. METODE PENELITIAN
Penelit ; ian  ini  adalah  penelitian . kuantitatif . dengan  metode  eksperimen.  Metode penelitian eksperimen . dapat diartikan sebagai metode penelitian . yang digunakan untuk mencari  pengaruh  perlakuan . tertentu  terhadap  yang  lain  dalam . kondisi  yang terkendalikan. Pada penelitian ini akan menggunakan . data-data berupa angka dari hasil perhitungan nilai impak . pada setiap spesimen uji sesuai temperatur yang ditentukan. Uji  impak  adalah  pengujian  dengan . menggunakan  pembebanan . yang  cepat . ( rapid loading ).  Pada  pembebanan  cepat  atau  disebut  juga  beban  impak, . terjadi  proses penyerapan  energi  yang  besar  dari  energi . kinetik  suatu  beban  yang . menumbuk  ke spesimen.  Proses . penyerapan  energi  ini  akan  diubah  dalam  berbagai  respon . pada material  seperti  deformasi  plastis,  gesekan  dan . efek  inersia.  Dalam  situasi  seperti  ini, perlu  diketahui . karakteristik  pada  material  sehingga  tidak  terjadi  kerusakan  atau kegagalan.
Ada dua jenis  standar . pengujian impak  yang didesain  dan masih digunakan . sampai sekarang untuk mengukur energi impak . yang biasa disebut dengan ketangguhan akibat takikan . (notch toughness) . yakni cara Charpy dan cara  Izod (Samnur, 2006). Pada cara Izod,  banyak  digunakan  di  Eropa  terutama . Inggris  dan  merupakan  cara  dimana spesimen  berada . pada  posisi  vertikal  pada  tumpuan  dengan  salah  satu  ujungnya dicekam . dengan  arah  takikan  pada  arah  gaya  tumbukan.  Tumbukan . pada  spesimen dilakukan  tidak  tepat  pada  pusat  takikan  melainkan  pada  posisi  agak  di  atas  dari
. takikan.  Pada  metode  ini  banyak  digunakan  di  Amerika  Serikat  dan  merupakan  cara pengujian dimana spesimen dipasang secara . horizontal dengan kedua ujungnya berada pada  tumpuan,  sedangkan  takikan  pada  spesimen  diletakkan  di . tengah-tengah  dengan arah pembebanan tepat diatas . takikan.
Url: https://ceredindonesia.or.id/index.php/mesil Vol.04, No.01, Juni 2023, Hal 45-51
Gambar 1. Metode Izod
Gambar 2. Metode Charpy
Metode  yang . digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  metode . charpy  dengan menggunakan  benda  uji  standar.  Pada . pengujian  pukul  takik  ( impact  test ) . digunakan batang uji yang bertakik ( notch ).
Gambar 3. Ilustrasi Uji Impak
Untuk . mendapatkan  hasil  yang  menguatkan,  maka  batang  uji  harus . distandarisasi terlebih dahulu, baik  ukuran dan tipe takikannya. Standar . yang digunakan yaitu ASTM E  23  yang  mempunyai  luas  penampang . melintang  berupa  bujursangkar  (10  x  10  mm) dan  memiliki . notch V=  45˚,  dengan  jari-jari . dasar  0.25  mm  dan  kedalaman  2  mm, seperti yang tampak pada gambar . berikut ini :
Gambar 4. Bentuk Spesimen ASTM E23
Url: https://ceredindonesia.or.id/index.php/mesil Vol.04, No.01, Juni 2023, Hal 45-51
Gambar 5. Spesimen Pengujian
Teknik . pengumpulan yang digunakan yaitu . dokumentasi dan observasi. Jenis sumber data  primer . dikumpulkan  pada  saat  pengujian  dilakukan.  Pengujian . impact  charpy dilakukan  di  laboratorium . Teknik  Mesin  Politeknik  Negeri  Medan.  Data  yang  sudah dikumpulkan  akan  digambarkan . secara  grafis  dalam  bentuk  tabel  dan  grafik  sehingga dapat  dihitung  serta . dianalisis  untuk  mengetahui  seberapa . besar  tingkat  pengaruh  dari setiap variabel. Secara lebih jelas . tahapan pengujian dijelaskan sebagai berikut:
 Mempersiapkan  spesimen  uji  impact  yang  dibuat  dengan  standar  ASTM  dengan dimensi benda kerja P x L x T = 55 mm x 5 mm x 10 mm
 Melakukan . pengukuran  temperatur  terhadap  spesimen . pada  kondisi  temperatur . ruang  menggunakan  alat thermocouple .  Pengukuran . temperatur  spesimen . secara lebih jelas pada Gambar 6. . di bawah ini
Gambar 6. Pengukuran temperatur pada spesimen pada basi nako 10 mm
 Meletakan .spesimen dan pada mesin .uji impact charpy
 Meletakan  temocouple  agar  .mengetahui  temperatur  pada  saat  .diberi  beban  kejut atau .impact
 Melakukan .pengujian pada spesimen menggunakan  impact dengan mengukur dan mencatat .hasil berupa;
 Mengukur . keuletan  atau  getas  dilihat  dari . harga  (HI)  (dimana  untuk . material yang  ulet  memiliki . HI  yang  tinggi  dan  untuk  material  yang . getas  memiliki  HI yang rendah).
 Menentukan . temperatur dari material
 Menghitung energi impact yang . terjadi  Mendokumentasikan hasil pengujian.
Url: https://ceredindonesia.or.id/index.php/mesil Vol.04, No.01, Juni 2023, Hal 45-51

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Data hasil pengujian . besi nako 10 mm dengan metode . charpy dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 1. Hasil pengujian dengan metode charpy
Kode Spesimen
Suhu ( o C) Lebar (cm) Tebal (cm) Luas (cm 2 ) Sudut α ( o ) Sudut β ( o ) Panjang Pendulum (m) Berat Pendulum (kg) 1 4 1 1 1 140 84 0.86 35 2 6 1 1 1 140 86.3 0.86 35 3 10 1 1 1 140 90.8 0.86 35 4 15 1 1 1 140 91.2 0.86 35 5 16 1 1 1 140 91.2 0.86 35 6 31 1 1 1 140 98.8 0.86 35
Dari data di . atas bisa kita lihat hasil pengujian impak metode charpy dengan ukuran spesimen  yang  digunakan  adalah  10  x  10  x  55  mm.  Dengan    melakukan  proses pembuatan takikan . pada benda untuk memudahkan proses . perpatahan yang terjadi pada benda  uji,  bentuk  takik yang  digunakan . adalah  V  dengan  kedalaman  2  mm.  Spesimen . diturunkan suhunya menjadi 4°C, 6°C, 10°C, 15°C, 16°C, dan 31°C, sudut hantam yang digunakan . adalah 140° dengan panjang pendulum  0,86 m  dan berat  pendulum sebesar 35 kg. Deng.an sudut . akhir (β) pendulum . bergerak pada spesimen pertama adalah 84°, pada  spesimen  kedua  86,3°,  pada  spesimen  ketiga  90,8°,  pada  spesimen . keempat  dan kelima 91,2°, dan pada . spesimen . keenam 98,8°.
Gambar 7. Diagram Pengujian Impak
Hasil  energi . patah  pada  spesimen . pertama  adalah  311.98  kg.m 2 /s 2 ,  pada  spesimen kedua  mendapatkan . hasil  energi  patah  245.00  kg.m 2 /s 2 ,  pada  spesimen  ketiga mendapatkan  hasil  221.85  kg.m 2 /s 2 ,  pada  spesimen . keempat  dan  kelima  mendapatkan
256.80 245.00 221.85 225.95 225.95 180.84 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 4 6 10 15 16 31 Ener g i Pat ah (k g .m 2 /s 2 ) Suhu (°C) Diagram Pengujian Impak
Url: https://ceredindonesia.or.id/index.php/mesil Vol.04, No.01, Juni 2023, Hal 45-51
hasil  225.95  kg.m 2 /s 2 ,  dan  keenam  mendapatkan  hasil  180.84  kg.m. 2 /s 2 .  Dengan  nilai kekuatan  patahan  256.8  J/cm 2 untuk  spesimen  pertama,  spesimen  kedua  mendapatkan hasil  245.00  J/cm. 2 ,  spesimen  3  mendapatakan  mendapatkan  nilai  221.85 . J/cm 2 , spesimen keempat dan kelima mend.apatkan nilai 225.95 J/cm 2 , dan spesimen keenam mendapatkan . hasil  180.84  J/cm 2 dari  kekuatan  yang  dihasilkan  dari  hantaman . bandul ( strength ).
Gambar 8. Hasil Pengujian Impak
Melalui  data . yang  kita  dapat  diatas  bisa  kita  amati  dari  spesimen  yang  telah  diberi suhu  tertentu  akan  berpengaruh  terhadap . harga  impak.  Pada  spesimen  1 . dengan  suhu 4 o C merupakan harga impak yang terbesar . dibandingkan dengan spesimen lainnya. Hal ini  membuktikan  dengan . tingginya  suhu  dapat  mempengaruhi . kegetasan  pada  baja, maka apabila logam memiliki . suhu yang tinggi sifat logam tersebut . akan semakin getas bila terkena beban impak. Sedangkan . untuk spesimen 6 dilakukan percobaan spesimen bersuhu  lebih  tinggi . dibandingkan  spesimen  lainnya,  sehingga . diperoleh  harga  impak yang . lebih  rendah . dari  pada  spesimen  lainnya.  Pada  gambar  di  bawah  dapat . diamati patahan  .yang  terjadi  berupa  patahan . ulet.  Spesimen  tidak  terlihat . patah  melainkan melengkung.  Ini  dikarenakan  semakin  tinggi . suhu  spesimen  membuat  spesimen memiliki . sifat yang lebih ulet. Temperatur  yang . diberikan  terhadap  spesimen . penguji  memberikan  pengaruh  yang cukup . membuat  spesimen  uji  menjadi . lebih  getas  dan  bila . temperatur  yang  diberikan . kepada  spesimen  uji  semakin  tinggi  maka . spesimen  uji  tersebut  semakin  ulet  sesuai dengan  temperatur  yang  diberikan . dengan    spesimen  uji.  Berdasarkan . uraian  di  atas diketahui  bahwa . pengaruh  temperatur  terhadap  energi  impak . menunjukan  energi  yang diserap . oleh spesimen uji . semakin kecil jika temperaturnya . dinaikan serta memberikan keuletan terhadap spesimen uji sesuai . temperatur yang . diberikan. Semakin . besar beban yang diberikan, . maka energi . impak semakin . kecil yang dibutuhkan untuk . mematahkan spesimen, dan demikian . pun sebaliknya. Hal ini diakibatkan . karena suatu material . akan lebih mudah patah . apabila dibebani oleh gaya yang . sangat besar.

## 4. KESIMPULAN
Berda.sarkan  hasil  pengujian  6  spesimen  yang  diuji  impak  yang  mendapatkan perlakuan  pendinginan untuk spesimen 1 yang diuji impak p.ada suhu 4 o C, energi yang terserap  256,8  J,    harga  impak  256,8  J/cm 2 , . pada  spesi.men  2  yang  diuji    impak . pada suhu 6 o C, energi yang terserap 245 J, dengan harga impak 245 J/cm 2 , pada spesimen 3 yang diuji  impak pada suhu  10 o C, energi  yang . terserap  221,85 J dengan harga impak 221,85  J/cm 2 , spesimen  4  yang  diuji . impak  pada  suhu  15 o C,  energi  yang  terserap 225,95  J,  harga  impak  225,95  J/cm 2 ,  pada  spesimen  5  yang  diuji . impak  pada  suhu  16
Url: https://ceredindonesia.or.id/index.php/mesil Vol.04, No.01, Juni 2023, Hal 45-51
o C, energi yang terserap 225,95 J . dengan harga impak 225,95 J/cm 2 dan pada spesimen 6 yang diuji impak pada suhu 31 o C, energi yang terserap . 180,84 J dengan harga impak 180,84  J/cm 2 .  Pengaruh . temperatur  terhadap  energi  impak . menunjukan  energi  yang diserap oleh spesimen uji semakin kecil . jika temperaturnya dinaikan serta . memberikan keuletan terhadap spesimen . uji sesuai temperatur yang diberikan. Semakin besar . beban yang diberikan, maka . energi impak semakin kecil yang . dibutuhkan untuk mematahkan spesimen, dan . demikian . pun sebaliknya. .

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A.  P.  P.  Mochamad  Abdul  Muftinur,  Haryono,  Johan  Wijayanto,  “Analisis Ketangguhan  Material  Baja  a36  Hasil  Pengelasan  Fcaw  (Flux  Cored  Arc Welding)  Berdasarkan  Metode  Pengujian  Impak  Astm  E23,” Semin.  Nas. Cendekiawan ke , vol. 4, no. 0, pp. 477–482, 2018.
[2] P. A. Hutagaol, J. Junaidi, and ..., “Analisa Heat Treatment Terhadap Kekuatan Uji Impact Aluminium 5083 Tahun 2021,” Semin. Nas. Tek. … , no. September, pp. 1–4, 2022,
[3] S.  Pranata,  A.  Asmadi,  T.  Husni,  and  R.  Afriany,  “PENGARUH  VARIASI SUHU  TEMPERING  200oC  400oC  600oC  TERHADAP  KEKERASAN  DAN KETANGGUHAN BAJA JIS G4801 SUP 9,” Tek. J. Tek. , vol. 7, no. 2, p. 216, 2020, doi: 10.35449/teknika.v7i2.146.
[4] D.  P.  Kosasih  and  H.  D.  Nugraha,  “Analisa  Pengaruh  Temperatur  terhadap Impact Al 20xx dan Baja AISI,” vol. 4, no. 2, pp. 31–40, 2020.
[5] Hasrin, “Analisa perpatahan baja st 60 yang dikenai beban impak charpy,” Pros. Tek. Mesin , pp. 1–4, 2014.
[6] M. Z. M, “Pengaruh Temperatur dan Bentuk Takikan Terhadap Kekuatan Impak Logam,” Maj. Ilm. Mektek , vol. 3, no. 1, pp. 18–21, 2012.
[7] A.  E.  Esemka,  “Program  Studi  Teknik  Mesin  ,  Universitas  Islam  45  Bekasi Email : handoyoyopi@yahoo.com,” vol. 1, no. 1, pp. 17–25, 2013.
[8] edo riyan permana and akhmad hafizh ainur rasyid, “Studi Eksperimen Pengaruh Suhu  Tempering  Pada  Baja  Pegas  JIS  SUP  9  Terhadap  Impact  Edo  Riyan Permana Akhmad Hafizh Ainur Rasyid,” J. Tek. Mesin , vol. 06, no. 01, pp. 17– 24, 2018,
[9] M. Z. Prawira, S. J. Sisworo, and Samuel, “Pengaruh Perbedaan Suhu Terhadap Kekuatan  Impact  Alumunium  5083  Hasil  Pengelasan  Tungsten  Inert  Gas,” J. Tek. Perkapalan , vol. 3, no. 3, pp. 362–370, 2015.
[10]  S.  N.  Sidabutar,  “ANALISIS  PERBANDINGAN  KEKUATAN  IMPAK MATERIAL  BAJA  ASTM  A  36  DENGAN  PERLAKUAN  NORMALIZED DAN  UNNORMALIZED  PADA  SUHU  NORMAL  DAN  (-20o  C),” Al  Jazari J. Ilm. Tek. Mesin , vol. 7, no. 2, 2022, doi: 10.31602/al-jazari.v7i2.7039.
[11]  J. Teknologi, R. A. Aji, and A. Wibowo, “Hasil Pengelasan Multiproses Material Sa 516 G Rade 70N,” vol. 4, no. 1, pp. 34–39, 2022.
[12]  A. S. I. Arif Munanda, Akhyar Ibrahim, “Efek suhu annealing terhadap kekerasan dan ketangguhan impak pada kuningan C38500,” J. Mesin  Sains Terap. ,  vol.  6, no. 1, pp. 1–5, 2022.