## PENGARUH DEFORMASI BERTAHAP ROLLING TERHADAP KEKERASAN BAJA TAHAN KARAT AUSTENITIK 304 UNTUK KEPERLUAN KONSTRUKSI
Juwarin, MOS Aritonang, Dadang Suyadi S ,

## Abstrak
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mendapatkan  data  secara  empirik  tentang pengaruh  deformasi  bertahap  rolling  terhadap  nilai  kekerasan  baja  tahan karat Austenitik 304 untuk keperluan konstruksi.
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  eksperimental. Kelompok  eksperimen  adalah  3  perlakuan,  yakni:  deformasi  rolling  12%, 25% dan 50%.
Instrumen  penelitian  adalah  mesin  uji  kekerasan  Brinell,  mesin rolling  untuk  proses  deformasi  dan  mikroskop  elektron  untuk  pengujian metalografi.Uji  persyaratan  analisis  yang  digunakan  adalah  uji  Chi  Kuadrat untuk data normalitas dan homogenitas. Pengujian metalografi menunjukkan adanya perbedaan yang spesifik antara struktur logam pada masing-masing spesimen  yang  mengalami  deformasi  rolling  setelah  pengujian  kekerasan bahan.
Hasil penelitian adalah terdapat pengaruh deformasi bertahap rolling terhadap nilai kekerasan bahan bagi keperluan konstruksi.
Kata Kunci: baja tahan karat

## PENDAHULUAN
Baja  adalah  suatu  bahan  dengan  sama  besar,  terdiri  atas  Ferrum  Fe  dalam bentuk hublur dan 0,04-1,6% zat Carbon yang didapat dengan jalan membersihkan bahan pada temperatur sangat tinggi dengan menggunakan beberapa proses dari sebagian besar besi kasar, di hasilkan oleh dapur tanur tinggi. [Potma,A.P. dan De Vries,J.E.,1991, h.21]
Secara umum terdapat 3 jenis baja tahan karat, yaitu: baja tahan karat feritik, baja tahan  karat  martensitik,  baja  tahan  karat  Austenitik  dan  baja  tahan  karat precipitation hardening PH paduannya. Diantara keempat jenis baja tahan karat tersebut, y ang sering di gunakan adalah tiga tipe yang pertama.
Juwarin MOS Aritonang, Drs Dadang Suyadi S. Drs. MPd Alumni Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Jakarta, 13220 Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Jakarta, 13220 Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Jakarta, 13220
Pengaruh Deformasi Bertahap Rolling terhadap Kekerasan Baja Tahan Karat Austenitik 304 untuk Keperluan Konstruksi, Juwarin, MOS Aritonang,Dadang Suyadi S

## ISSN: 1907-4360
Pada penelitian ini spesimen yang dipakai adalah baja tahan karat Austenitik 304. Baja tipe ini lebih baik  karena sifat mampu las weldability) yang lebih baik dan ketahanan korosi yang lebih baik dari baja anti karat jenis feritik dan martensitik.
Baja  tahan  karat  Austenitik  lebih  tahan  karat  dibanding  dengan  baja  tahan  karat martensitik dan feritik. Hal ini disebabkan baja tahan karat Austenitik memiliki kadar khrom yang lebih besar. Unsur khrom ini membentuk lapisan lindung khrom Oksida Cr2O3 pada permukaan sehingga tahan karat.
Pada penelitian ini spesimen yang dipakai adalah baja tahan karat Austenitik 304. Baja tipe ini lebih baik  karena sifat mampu las weldability) yang lebih baik dan ketahanan korosi yang lebih baik dari baja anti karat jenis feritik dan martensitik.
Baja  tahan  karat  Austenitik  lebih  tahan  karat  dibanding  dengan  baja  tahan  karat martensitik dan feritik. Hal ini disebabkan baja tahan karat Austenitik memiliki kadar khrom yang lebih besar. Unsur khrom ini membentuk lapisan lindung khrom Oksida Cr2O3 pada permukaan sehingga tahan karat.
Fasa  adalah  bagian  dari  sistem  yang  homogen  secara  fisis.  Pada  baja  apabila mendapat perlakuan keras menyebabkan perubahan struktur. Baja Tahan Karat Austenitik mempunyai kekuatan statik dan dinamik, ulet, mudah diolah, tahan korosi dan mempunyai sifat elektromagnet agar dapat dipakai sebagai bahan untuk konstruksi.
Kekerasan hardness didefinisikan sebagai ketahanan bahan terhadap penetrasi pada permukaannya.  Prinsip  percobaan  pada  uji  kekerasan  adalah  ketahanan  material tersebut terhadap gaya penekanan dari material lain yang lebih keras. Penekanan tersebut dapat  berupa  makanisme  penggesekan stratching, pantulan  ataupun  indentasi penekanan den gan bola baja keras dari material keras terhadap suatu permukaan benda uji. Metode indentasilah yang banyak digunakan pada percobaan sampel yang kecil, dan umumnya berupa metode Brinell, Vickers dan Rockwell.
Pada baja tahan karat Austenitik 304 mempunyai karakteristik terhadap kekuatan tarik tensile strenght , kekuatan luluh yield strenght dan pertambahan panjang elongation strength. [ ASM International, 1996, h.46.]
Tabel 1 : Karakteristik baja tahan karat Austentik 304
Hardness Rockwell Hard 81 HRB Tensile Strength Mpa 586 Yield Strength 0,2% 241Mpa, 35 Ksi Reductin of Area % 70,0 Elongation In 50,8 mm % 60
Karena  nilai  kekerasan  pada  HRB,  maka  dikonversikan  ke  dalam  daftar Brinell sesuai dengan Brinell Hardness Number and Conversion Table Ha nd Book of Metalurgi, h.29

## Tabel 2. Nilai Kekerasan pada HRB
HRB HBN PKg D(mm dmm 81 146 3000 10 4,95 81 146 750 5 2,475 81 146 187,5 2,5 1,236
Jika sebuah Gaya dikerjakan pada sebuah batang menyebabkan batang tersebut berubah  bentuk  mengalam i  deformasi.  Deformasi  yang  dialami  oleh  sampel  besi  baja tahan  karat  Austenitik  304  adalah  deformasi  plastis,  karena  prinsip  dasar  pengerjaan logam  adalah  melakukan  perubahan bentuk  pada  benda  kerja  dengan  cara  memberikan gaya luar.
Menurut hukum Hooke: [Lawrenceh,& Van Vlack 1995, h.8]
σ  = E. 
Ini  adalah  hukum  dasar  Elastisitas.  disebut  modulus  eelastisitas  dan merupakan  sifat  tiap-tiap  bahan.  Jika  bahannya  berbeda,  maka akan  didapatkan  sebuah perilaku elastis dengan modulus elastisitas  yang berbeda pula.
Pengaruh Deformasi Bertahap Rolling terhadap Kekerasan Baja Tahan Karat Austenitik 304 untuk Keperluan Konstruksi, Juwarin, MOS Aritonang,Dadang Suyadi S
Gambar 1.Diagram Deformasi. Sumber: Drs. Daryanto, Mekanika BangunanJakarta: Bumi Aksara, 1994, h.3.
Pada  deformasi  yang  akan  dilakukan  terhadap  benda  uji,  menggunakan penempaan rol. Batang besi yang pendek dikecilkan penampangnya dengan mesin rolling. Akibat  dari  deformasi  yang  bertahap  menyebabkan  perubahan  bentuk  serta  mengalami perubahan ketebalan dan nilai kekerasan dari benda uji.
Konstruksi berasal dari bahasa belanda c onstructie yang artinya struktur dan dari bahasa Inggris constrution yang artinya pembangunan.
Proses  konstruksi  suatu  bangunan  pada  hakekatnya  merupakan  rangkaian kegiatan-kegiatan  yang  berdasarkan  pada  sistem  rekayasa engineering  system konstruksi, yang bersifat unik atau khas untuk setiap proyek.
Baja  konstruksi  mencakup  90  %  dari  seluruh  pembuatan  baja.  Baja  konstruksi digunakan  untuk  pembuatan  batang  baja,  baja  profil  untuk  segala  jenis  konstruksi jembatan, menara, bangunan tinggi, baja be ton, lembar-lembar, pipa, kawat dan bagian mesin yang terbuat dari baja dituang, ditempa, dikempa.
Atas  dasar  itulah,  maka  perlu  dilakukan  suatu  penelitian  yang  mampu menjelaskan  secara  konseptual  dan  operasional  terhadap  kekerasan  apabila  mendapat perlakuan berupa deformasi bertahap.
Berdasarkan kajian teori dan kerangka berpikir yang telah diuraikan di atas, maka dapat dirumuskan hipotesis sebagai berikut: Terdapat pengaruh yang signifikan deformasi bertahap rolling terhadap kekerasan pada baja tahan karat Austenitik 304 untuk keperluan konstruksi.
BebanP Daerah plastis  Deformasi Daerah Plastis

## METODA
Metoda yang  akan  dipergunakan  dalan  penelitian  ini  adalah  metoda eksperimental. Metoda eksperimental  adalah  metode  yang  bertujuan  untuk  menyelidiki  ada  tidaknya hubungan sebab-akibat serta berapa besar hubungan sebab-akibat tersebut dengan cara memberikan  perlakuan-perlakuan  tertentu  pada  beberapa  kelompok  eksperimen  dan menyediakan  kontrol  untuk  perbandingan. [Nazir,Moh.,  1988,h.75]. Pengujian  yang dilakukan  meliputi  uji  keras  bertujuan  untuk  mengetahui  derajat  kekerasan  dari  suatu logam.
Pengertian  umum  kekerasan  ialah  penolakan  suatu  badan  bahan  melawan desakan  suatu  badan  lainnya.  Derajat  kekerasan  diungkapkan  dalam  angka  kekerasan yang  berlainan  untuk  setiap  cara.  Pengujian  kekerasan  memiliki  keunggulan  berupa kenyataan  bahwa  disini  benda  yang  diuji  tidak  dihancurkan.  Percobaan  uji  kekerasan brinell sesuai dengan standar SNI-19-0405-1989-Ed 1-3.
Pengujian  metalografi  bertujuan  untuk  mengetahui  perubahan  yang  terjadi  pada setiap sampel setelah mendapat beberapa perlakuan, seperti pemanasan dan pendinginan serta deformasi rolling.Dalam pengujian ini sesuai dengan standar SNI 07-1333-1989 Ed 1-3.
Standar spesimen uji yang digunakan adalah normalisasi Belanda N 713,yaitu :
Tabel 1.Tebal baja pada pengujian kekerasan Brinell.
Tebal Benda Percobaan Diatas 6 mm 6-3 mm Dibawah 3 mm Garis Tengah Peluru 10 mm 5 mm 2,5 mm Beban dari Peluru 3000 kg 750 kg 187,5 kg
Bentuk spesimen yang digunakan dalam percobaan ini tidak ada bentuk standar atau ukuran pada uji kekerasan Brinell [Standar ASTM, 1993].
Gambar 2. Sampel untuk Uji Kekerasan Brinell
6 mm 20 mm 50 mm
Pengaruh Deformasi Bertahap Rolling terhadap Kekerasan Baja Tahan Karat Austenitik 304 untuk Keperluan Konstruksi, Juwarin, MOS Aritonang,Dadang Suyadi S
Gambar 3. Skema Langkah percobaan penelitian
Sampel I Sampel II Sampel III Dikeluarkan dan dicelup cepat ke dalam air Sampel IV Heat Treatment 1095°C Pembahasan dan Kesimpulan Mulai Mendapat Perlakuan Deformasi Rolling sebesar 12%, 25%, 50% Uji Keras Brinell dan Metalografi Uji Keras Brinell dan Metalografi Selesai
Persyaratan yang harus dipenuhi sebelum sampai pada analisis data antara lain adalah uji normalitas dan uji homogenitas.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
1. Hasil  nilai rata-rata kekerasan Brinell Baja Tahan Karat Austenitik 304 pada sampel IV, sebanyak 3 spesimen adalah :148,863 Kg/mm 2 .
2. Hasil rata-rata nilai kekerasan Brinell pada sampel I,II  III, setelah mendapat perlakuan
Heat Tretment dan Quenching, sebanyak 9 spesimen adalah 146,115 kg/mm 2 .
3.  Hasil  rata-rata  nilai  kekerasan  Brinell  pada  sampel  I  setelah  mendapat  perlakuan deformasi rolling sebesar 12%, sebanyak 3 spesimen adalah 154,765 kg/mm 2 .
4.  Hasil  rata-rata  nilai  kekerasan  Brinell  pada  sampel  II  setelah  mendapat  perlakuan deformasi rolling sebesar 25%, sebanyak 3 spesimen adalah 161,399 kg/mm 2 .
5.  Hasil  rata-rata  nilai  kekerasan  Brinell  pada  sampel  III  setelah  mendapat  perlakuan deformasi rolling sebesar 50%, sebanyak 3 spesimen adalah 165,301 kg/mm 2 .
Dalam  pengujian  eksperimen  murni  ini  digunakan  uji  normalitas  Chi  Kuadrat X 2 hitung = 4,7. Dari daftar distribusi Chi Kuadrat dengan derajat kebebasan dk=1 dengan
taraf  nyata 01 . 0   diperoleh  nilai  X 2 0,991=6,63  sehingga  X 2 hitung  <  X 2 tabel.
Hipotesis nol diterima dan populasi berdistribusi normal.
Dalam penelitian eksperimen murni ini digunakan uji homogenitas bartlett didapat nilai X 2 hitung = 3,4217.
Berdasarkan daftar distribusi chi kuadrat dengan   dk = 2 dan taraf nyata adalah 0,01 maka didapat: X 2 0,992= 9,21. Jadi, x 2 hitung < x 2 tabel atau X 2 hitung < x 2 0,992.
Sehingga  hipotesis  Ho  :
2 3
2 2 2 1      diterima  dalam  taraf  nyata  0,01  dan varians bersifat homogen.
Pengujian hipotesis digunakan uji Anava, maka dibuatlah daftar data sampel dari 9 buah spesimen yang telah diuji kekerasan bahannya yang telah melalui deformasi rolling.
Pengaruh Deformasi Bertahap Rolling terhadap Kekerasan Baja Tahan Karat Austenitik 304 untuk Keperluan Konstruksi, Juwarin, MOS Aritonang,Dadang Suyadi S
ISSN: 1907-4360
Fhitung  = 4266 , 1 125 , 85
=  59,67.    Dengan  taraf  signifikan  0,01  ,dk  pembilang  2  dan penyebut adalah 6 maka nilai untuk F0,992 adalah 10,92. Sehingga didapatkan Fhitung > Ftabel berarti Ho ditolak dan menerima Hi.
Dengan  demikian  hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  ketiga  perubahan deformasi rolling tersebut memberikan pengaruh terhadap uji kekerasan bahan.
Jadi, hipotesis Ho:  1 =  2 =  3 diterima dengan taraf nyata 0,01. Ketiga macam deformasi  bertahap  tersebut  menyebabkan  nilai  kekerasan  menjadi  bertambah  besar. Dengan  kata  lain,  ketiga  perlakuan  deformasi  rolling  tersebut  sama  efektifnya  dan  akan memberikan hasil yang secara nyata tidak berbeda bagi keperluan konstruksi.

## Pembahasan
Secara  umum,  proses  deformasi  bertahap  rolling  memberikan  pengaruh  terhadap  nilai kekerasan  baja.  Oleh  karena  itu pengaturan  metode,  suhu  pemanasan  dan  pendinginan yang tepat akan menentukan karakteristik sifat dan struktur bahan yang dihasilkan.
Karakteristik  dan  struktur  bahan  yang  dihasilkan  dapat  menentukan  terjadinya ketangguhan,  maupun  keuletan  bahan.  Hasil  tersebut  dapat  dilihat  berdasarkan  semakin tinggi  deformasi  rolling,  semakin  rapat  butiran  fasa  yang  dihasilkan.  Sebaliknya,  bila butiran  fasa  menjauh  maka  akan  dihasilkan  suatu  kekerasan  dan  kekuatan  tarik  yang semakin rendah.
Pengaturan  metode  bertujuan  untuk  mempermudah  percobaan  tersebut.  Suhu pemanasan  dan  pendinginan  cepat  akan  menentukan  terjadinya  peretakan  ulet  pada bahan.
Sedangkan upaya  untuk  mengatasi  agar proses deformasi  bertahap  rolling  tepat terhadap sifat keuletan dan ketangguhan bahan, maka digunakan suhu pemanasan dalam dapur  pemanas  pada  suhu  1095 o C  selama  1  jam    untuk  menghomogenkan  struktur bahan,sedangkan untuk pendinginan cepat, digunakan air dengan suhu 4 - 9  C.

## KESIMPULAN
Proses  deformasi  bertahap  rolling  ini  dapat  menghasilkan  suatu nilai  kekerasan  yang semakin  meningkat.  Sedangkan  kuat  tarik  juga  semakin  tinggi  berdasarkan  kerapatan pada  photo  pengujian  metallugrafi  dan brinell  hardness  number  and  convertion  table , dengan ketentuan pendinginan cepat ke dalam air quenching .
Berdasarkan kepada hasil penelitian, maka dapat disajikan saran sebagai berikut:
1. Dalam proses perlakuan panas bahan perlu diperhatikan segi karakteristik sifat bahan yang  akan  dipanaskan,  pemilihan  metode,  suhu  pemanasan  dan  pendinginan  yang tepat.
2. Dalam menentukan nilai kekerasan bahan diperlukan kecermatan dan ketelitian dalam pengamatan pada jarum penunjuk beban penekan yang dihasilkan.
3. Perlu  diadakan  penelitian  lanjutan  mengenai  pengaruh  deformasi  bertahap  rolling terhadap  nilai  kekerasan  bagi  keperluan  konstruksi  plambing  pada  bahan  yang berlainan dan sampel dengan jumlah yang lebih banyak.
4. Perlu  diupayakan  suatu  alternatif  bahwa  baja  tahan  karat  Austenitik  304  sebagai bahan yang bagus dan sangat penting bagi keperluan konstruksi plambing, terutama pada pemakaian di dalam tanah dan tempat yang sering menimbulkan sifat korosif.

## DAFTAR PUSTAKA
American Standar for Testing Material ASTM . 1993.
ASM Speciality. Hand Book of Stainless Steels . ASM International Hand Book-Commite,
Januari, 1996
Daryanto, Drs. Mekanika Bangunan, Jakarta: Bumi Aksara, 1994
Nasir, Moh. Metode Penelitian .Jakarta: Ghalia Indonesia, 1988.
Potma,A.P.,& De Vries,J.E. Konstruksi Baja: Teori, Perhitungan dan Pelaksanaan , terjemahan Hendardji Jakarta: Pradnya Paramita, 1991.
Vlack,Van,& H.,Lawrence . Ilmu dan Teknologi Bahan . terjemahan Sriati Djaprie, Jakarta: Aerlangga, 1995
Pengaruh Deformasi Bertahap Rolling terhadap Kekerasan Baja Tahan Karat Austenitik 304 untuk Keperluan Konstruksi, Juwarin, MOS Aritonang,Dadang Suyadi S
ISSN: 1907-4360
Standar ASTM, 1993, Metals Test Methods and Analytical Procedures.Annual Book of ASTM Standard