## VARIASI MEDIA PENDINGINAN TERHADAP KEKERASAN MATERIAL LOGAM HASIL TEMPA TEMPA PANAS PANDAI BESI
Nufal Akbar 1 , Djoko Andrijono 2 , Mardjuki 3

## Abstraksi
Pandai  besi  merupakan  proses  pembentukan  logam  dengan  cara  memanaskan  baja  bekas  terdiri  dari  baja karbon  rendah  (plat)  dan  baja  karbon  tinggi  (batangan)  pada  dapur  pemanas  dengan  menggunakan  bahan bakar  arang  kayu  jati  sampai  mencapai  temperatur  rekristalisasi  dan  ditempa  panas  secara  bertahap  sampai kedua  baja  bekas  menyatu  sampai  membentuk  produk  yang  diinginkan  serta  selanjutnya  dilakukan  proses pendinginan  cepat.  Pengujian  meliputi  komposisi  kimia,  pengamatan  struktur  mikro  dan  uji kekerasan.Permasalahan  meliputi:  (a)  temperatur  pembakaran  arang  kayu  jati  di  bawah  temperatur rekristalisasi,  (b)  hasil  tempa  panas  setelah  proses  pendinginan  cepat  sangat  getas  dan  retak.  Tujuan penelitian  membandingkan  dan  menganalisa  sifat  kekerasan  serta  struktur  mikro  hasil  tempa  panas  setelah proses  pendinginan  oli  SAE  50,  SAE  90,  SAE140.  Hasil  uji  komposisi  kimia  pada  baja  karbon  rendah mengandung  0,13285%  C  dan  baja  karbon  menengah  mengandung  1,2617%  C.  Hasil  penelitian menunjukkan baja bekas, angka kekerasan tertinggi pada SAE 50 dan terendah pada SAE 140 dan struktur mikro yang terbentuk lebih dominan fasa ferit yang sifatnya ulet dibanding fasa perlit yang sifatnya keras dan getas. Kesimpulan penelitian sifat kekerasan hasil tempa panas dan pendinginan oli: SAE 50, SAE 90, SAE 140 semakin menurun dan fasa yang terbentuk fasa ferit lebih dominan dibanding fasa perlit.
Kata Kunci : Baja Bekas, Tempa Panas, Pendinginan
1 Mahasiswa Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Merdeka Malang
2 Dosen Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Merdeka Malang
3 Dosen Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Merdeka Malang

## PENDAHULUAN
Pandai besi ( black smith ) merupakan  tukang  atau  usaha  kerajinan umumnya berlokasi di dusun  atau di desa dengan  berbagai  produk  kerajinan  dan peralatan pertanian. Proses tempa ( forging  process )  pada  pandai  besi teknologi prosesnya sangat sederhana dan tidak memerlukan pengetahuan ( knowledge )  khusus  tetapi  ketrampilan
( skill ) sangat dibutuhkan.Pandai besimerupakan proses pembentukan logamdengan  cara  memanaskan  material logam  bekas  jenis  baja  bekas  ( scrap steel )  (gambar  1)  pada  dapur  pemanas dengan  menggunakan  bahan  bakar  arang kayu  jati  sampai  di  atas  temperatur rekristalisasi  (gambar  9)  dan  ditempa
panas  secara  bertahap  sesuai  dengan bentuk  produk  yang  diinginkan  serta selanjutnya dilakukan proses pendinginan cepat. Temperatur rekristalisasi merupakan  perubahan  struktur  kristal akibat  pemanasan  pada  temperatur  kritis di mana untuk temperatur kritis pada baja karbon  adalah  pada  723°C,  sehingga dapat  diartikan  lebih  lanjut  bahwa temperatur  rekristalisasi  adalah  suatu proses dimana butir logam yang terdeformasi digantikan oleh butiran baru yang  tidak  terdeformasi  yang  intinya tumbuh  sampai  butiran  asli  termasuk didalamnya. Logam yang ditempa bertujuan  agar  terjadi  perubahan  bentuk ( plastis )  dan  pendinginan  cepat  agar
logam mengalami perubahan sifat kekerasan ( hardness tester ).
Peralatan  penunjang  pandai  besi meliputi:  (a)  dapur  pemanas,  (b) blower ,
(c) palu, (d) landasan, (e) bak pendinginan,(f)  tang  penjepit,  dan  (g) gerinda  tangan.  Produk  pandai  besi umumnya  berupa  alat-alat  pertanian seperti:  (a)  cangkul,  (b)  pisau,  (c)  sabit (d)  martil  (e)  linggis,  (f)  kapak,  (g) tombak,  (h)  belati,  dan  (i)  garpu penggaruk tanah.
Gambar 1. Baja Bekas
Permasalahan yang muncul meliputi:  (a)  temperatur  pembakaran arang  kayu  jati  di  bawah  temperatur rekristalisasi,  (b)  hasil  tempa  panas setelah  proses  pendinginan  cepat  sangat getas  dan  retak.  Tujuan  penelitian membandingkan  dan  menganalisa  sifat kekerasan  serta  struktur  mikro  hasil tempa  panas  setelah  proses  pendinginan oli SAE 50, SAE 90, SAE140.

## KAJIAN PUSTAKA
Teknologi  proses  yang  digunakan pandai  besi  ( black  smith )  melalui beberapa tahapan proses produksi
meliputi:  tahap  1,  proses  pemanasan  dua baja  bekas  (satu  per-satu)  di  atas temperatur  rekristalisasi  di  dalam  dapur pemanas (gambar 2) menggunakan arang kayu (gambar 3). Arang kayu  merupakan bahan bakar padat yang dapat diubah dari energi kimia menjadi energi panas. Arang kayu  merupakan  limbah  hitam  yang mengandung  unsur  karbon  tidak  murni yang dihasilkan dengan cara menghilangkan  kandungan  air,  hewan dan  tumbuh-tumbuhan.  Arang  kayu umumnya diperoleh dengan cara memanaskan  kayu  yang  berwarna  hitam yang mempunyai sifat seperti: (a) ringan, (b)  mudah  hancur,  (c)  unsur  karbonnya tinggi,  dan  (d)  menyerupai  batu  bara. Sifat-sifat  arang  kayu  yang  lain  seperti: (a)  kadar  air  14,14%,  (b)  nilai  kalor 230,58 kcal/gram, (c) kecepatan pembakaran 135
gram/detik,
(d)  penyalaan  awal  sampai  timbul  bara api  5  detik,  dan  (e)  penyalaan  sampai menjadi abu 109,45 menit.
Gambar 2. Dapur Pemanas

## Gambar 3. Arang Kayu Jati
Tahap ke 2, baja bekas ( scrap steel ) yang  telah  dipanaskan  dilakukan  proses tempa panas dengan palu ( hammer) untuk memberikan  gaya  dari  luar  ( external force )  di  atas  landasan  ( anvil )  secara bertahap  sampai  membentuk  produk (gambar  4)  dan  selanjutnya  dilakukan proses  pendinginan  cepat.  Baja  bekas yang  digunakan  pandai  besi  terdiri  diri baja  karbon  rendah  dan  baja  karbon tinggi memiliki sifat kekerasan, komposisi  kimia  serta  struktur  mikro yang berbeda.
Gambar 4. Proses Tempa Panas
Tempa  panas  merupakan  proses pengerjaan  panas  ( hot  working ),  di  mana gaya  deformasi  yang  diperlukan  lebih rendah dan sifat mekanis tidak mengalami perubahan yang besar, sedangkan  pada  pengerjaan  dingin  ( cold
working ), diperlukan gaya yang besar dan kekerasan  material  logam  meningkat semakin  tinggi.  Pengerjaan  panas    pada logam  merupakan  proses  deformasi  pada logam  yang  dilakukan  pada  kondisi temperatur  dan  laju  regangan  tertentu, sehingga  proses  deformasi  dan  proses recovery terjadi secara bersamaan. Proses deformasi  dilakukan  di  atas  temperatur rekristalisasi. Pada temperatur ini, pengerasan  regangan  dan  struktur  butir yang terdeformasi akan segera tergantikan  dengan  struktur  baru  yang bebas  regangan  atau  pengerjaan  panas dapat didefinisikan sebagai proses merubah  bentuk  logam  tanpa  terjadi pencairan  volume  benda  kerja  tetap  dan tak  adanya  geram  atau  tatal  ( chip ).
Pengerjaan  panas  umumnya  dilakukan pada  temperatur  di  atas  0.6  temperatur lebur  dengan  laju  regangan  antara  0.5  - 500 detik, sedangkan temperatur rekristalisasi  dapat  ditentukan  dengan rumus:  T rek =  0.5  T mel ( 0 K)  dimana  T rek adalah  tempertatur  rekristalisasi  dan  T mel adalah  temperatur  lebur  bahan  logam. Selama  proses  deformasi  akan  terjadi proses  rekristalisasi  dari  butir–butir  yang terdeformasi,  sehingga  material  logam tidak  mengalami  pengerasan  regangan atau selalu dalam keadaan bebas regangan  dan  lunak.  Dengan  demikian tingkat  deformasi  yang  dapat  dilakukan
semakin besar dengan semakin tingginya temperatur.Keuntungan  pengerjaan  panas meliputi: (a) porositas dalam logam dapat dikurangi,  (b)  sifat  fisis  logam  akan meningkat,  akibat    penghalusan  butir logam, (c) jumlah energi untuk menghasilkan  kerja  dalam  mengubah bentuk  baja  lebih  sedikit  dibandingkan dengan  proses  pembentukan  dingin, (d)  ketidakmurnian  dalam  bentuk  inklusi terpecah-pecah dan tersebar dalam logam,  (e)  butir  yang  kasar  dan  butir berbentuk  kolum  diperhalus,  karena  hal ini  berlangsung  di  daerah  rekristalisasi, pengerjaan  panas  berlangsung  terus sampai limit bawah tercapai dan menghasilkan  struktur  butir  yang  halus. Kerugian  pengerjaan  panas  meliputi: (a)  terjadi  oksidasi  pada  permukaan logam, kehilangan sebagian logam menjadi  karat,  (b)  terjadi  dekarburisasi pada permukaan, khususnya baja, (c) dimensi produk kurang akurasi karena sulit  memperhitungkan  faktor  ekspansi dan  konstraksi  yang  terjadi,  (d)  ada kemungkinan  terjadi  rapuh  panas  ( hot shortnes ), dan (e) terjadi ketidak homogenan  struktur  pada  permukaan bagian dalam akibat perbedaan temperatur  dan  deformasi.  Pengerjaan dingin  pada  logam  merupakan  proses deformasi yang dilakukan pada temperatur di bawah temperatur
rekrisalisasi. Pada deformasi ini, temperatur akan mengakibatkan timbulnya distorsi pada butir. Pengerjaan dingin dapat meningkatkan sifat kekuatan,  memperbaiki  mampu  mesin, meningkatkan  ketelitian  dimensi,  dan menghaluskan  permukaan  logam. Secara umum proses pengerjaan dingin berakibat: (a) terjadinya tegangan dalam logam,  tegangan  tersebut  dapat dihilangkan  dengan  suatu  perlakuan panas,  (b)  struktur  butir  mengalami distorsi  atau  perpecahan.  (c)  kekerasan dan kekuatan meningkat, namun keuletan akan menurun, (d) suhu rekristalisasi baja meningkat,  (e)  penyelesaian  permukaan lebih  baik,  (f)  dapat  diperoleh  toleransi dimensi  yang  lebih  ketat.Keuntungan proses pengerjaan dingin meliputi:
(a)  tidak  perlu  pemanas,  (b)  kekuatan tarik  akan  lebih  baik  dari  benda  asalnya, (c)  ketelitian  atau  dimensi  yang  lebih baik,  (d)  hasil  permukaan  benda  kerja lebih  baik,  (e)  bisa  menghasilkan  benda dengan ukuran seragam. Kerugian proses pengerjaan  dingin meliputi:  (a)  daya pembentukan  yang  diperlukan  lebih besar,  (b)  peralatan  yang  diperlukan umumnya  besar  dan  kuat,  (c)  struktur kristal  besar  dan  kasar  sehingga  lebih keras  tetapi  rapuh,  dan  (d)  waktu  proses yang lebih lama. Baja karbon rendah ( low carbon  steel )  dan  baja  karbon  karbon
tinggi  ( high  carbon  steel )  merupakan kelompok baja karbon ( carbon steel ) atau baja  karbon  biasa  ( plain  carbon  steel ) terdiri  dari  paduan  unsur  besi  ( Fe )  dan karbon  ( C )  dengan  unsur-unsur  lain seperti: (a) silikon ( Si ), (b) mangan ( Mn ), (c)  phosphor  ( P ),  (d)  sulfur  ( S ),  dan  (e) Copper  ( Cu ).  Sifat  mekanis  baja  karbon sangat  dipengaruhi  oleh  unsur  karbon ( C ).  Unsur C merupakan  satu  unsur utama  yang  dapat  meningkatkan  sifat kekerasan dan kekuatan, tetapi menurunkan  sifat  keuletan,  ketangguhan ( toughness ) dan mampu las ( weldability ). Penambahan unsur mangan ( Mn ) melebihi  persentase  pada  baja  karbon dapat  meningkatkan  sifat  kekerasan  dan keuletan.  Unsur  sulfur  ( S )  pada  baja karbon dapat meningkatkan sifat kekerasan,  ketahanan  terhadap  beban impak dan sifat mampu las. Unsur S yang diizinkan  adalah  sampai  0,03%  dengan perimbangan unsur Mn. Unsur S melebihi 0,05%  dapat  menurunkan  sifat  mamp panas,  karena  unsur S akan  bereaksi dengan  membentuk  senyawa FeS dan titik cairnya rendah. Untuk mengatasi hal tersebut, dapat dilakukan dengan penambahan  unsur Mn ,  sehingga  akan terbentuk MnS yang mempunyai titik cair yang tinggi. Unsur silikon ( Si )  sebaiknya tidak  melebihi  0,3%,  karena  di  atas persentase  tersebut,  dapat  menyebabkan
keretakan pada baja karbon dan mengganggu  kestabilan  unsur S dan unsur P . Unsur P pada  baja karbon  yang rendah  dapat  memperbaiki  sifat  mekanis dan  tahan  korosi,  unsur P pada  baja karbon  biasanya  0,045%.  Unsur Cu 0,15%  dapat  menaikkan  tahan  korosi, unsur Cu lebih  dari  0,5%  dapat mengurangi sifat mekanis pada pengerjaan  panas.  Baja  karbon  rendah merupakan  jenis  baja  yang  mempunyai unsur  karbon  kurang  dari  0,3% C .  Baja karbon rendah memiliki sifat ketangguhan  ( toughness  properties )  dan keuletan tinggi ( high ductility ) akan tetapi memiliki sifat kekerasan ( hardness properties )  dan  ketahanan  aus  ( wear resistance )  yang  rendah.  Baja  karbon rendah  digunakan  sebagai  bahan  baku untukpembuatan komponen struktur bangunan,  pipa  gedung,  jembatan,  bodi mobil.  Baja  karbon  tinggi  merupakan jenis baja  yang mempunyai unsur karbon 0,6%  C  –  1,4%  C.  Baja  karbon  tinggi memiliki sifat tahan panas ( heat resistance ),  kekerasan  serta  kekuatan tarik  ( tensile  strength )  sangat  tinggi, tetapi  sifat  keuletannya  lebih  rendah dibanding  baja  karbon  tinggi,  sehingga baja  karbon  ini  memiliki  sifa  lebih  getas ( brittle ).  Baja  karbon  tinggi  tidak  dapat dilakukan  proses  perlakuan  panas  ( heat treatment )  untuk  meningkatkan  sifat
kekerasan,  hal  ini  dikarenakan  baja karbon  tinggi  memiliki  jumlah  martensit yang  cukup  tinggi,  sehingga  tidak  dapat dilakukan  proses  pengerasan  permukaan. Aplikasi  baja  karbon  tinggi  digunakan untuk  pembuatan  alat-alat  perkakas seperti:  palu,  gergaji,  kikir,  dan  pisau cukur.
Diagram  alir  penelitian  (gambar  5) merupakan  tahapan  penelitian  yang diawali  dengan  penyiapan    material logam  jenis  baja  bekas  terdiri  dari:  baja karbon  rendah  dan  baja  karbon  tinggi yang  diperoleh  di  pasaran.  Kedua  baja tersebut,  dipanaskan  ke  dalam  dapur pemanas  sampai  mencapai  temperatur 800 0 C  satu-persatu  (bergantian)  yang selanjutnya  ditempa  sampai  kedua  baja bekas menyatu dan setelah dan selanjutnya dilakukan proses pendinginan oli: SAE 50, SAE 90 dan SAE 140. Baja bekas  yang  telah  menyatu  dilakukan  uji kekerasan  dan  uji  pengamatan  struktur mikro untuk diperoleh data uji kekerasan dan  data  foto  hasil  pengamatan  struktur mikro.

## METODOLOGI PENELITIAN
Variabel  Pengujian
1. Spesimen uji :   baja  bekas  terdiri  dari baja  karbon  rendah  dan  baja  karbon tinggi.
2. Pendinginan  oli  SAE  :  50,  90,  dan
140.
3. Gaya penempaan : 5 kg.
4. Temperatur dapur  : 800 0 C.
5. Larutan  etsa  :  HNO 3 2%;  98%
Alcohol.
6. Resin furan : ½ liter.
7. Bahan bakar padat : arang kayu jati.
8. Putaran blower : 1500 rpm.
Diagram Alir Penelitian Baja Bekas Baja Karbon  Rendah Baja Karbon  Tinggi Uji Komposisi Kimia Proses Pemanasan Proses Tempa Panas Pendinginan Cepat dengan Variasi Oli SAE 50 SAE 90 SAE 140 Material menyatu Uji Kekerasan Pengamatan Struktur Mikro Pengolahan Data Pembahasan Kesimpulan T = 800 0 C
Gambar 5. Diagram Alir Penelitian
Peralatan Penunjang Penelitian
1. Mesin-mesin: blower , mikroskop logam,  gerinda  tangan, pregrinder , polishing, mounting press, film processing  apparatus , quantometer, dan rockwell hardness tester.
2. Peralatan penunjang lain: kertas gosok, kaleng, tang penjepit, landasan, jangka sorong, palu,  bak pendinginan, dan termokopel.

## Batasan dan Metode Pengujian
1. Uji  komposisi  kimia  menggunakan mesin quantometer (gambar 6)
bertujuan untuk mengetahui unsur dan komposisi  kimia  baja  bekas  sebelum proses  tempa  panas  dan  pendinginan oli SAE: 50, 90, dan 140.
Gambar 6. Mesin Quantometer
2. Uji kekerasan menggunakan mesin uji
kekerasan rockwell  hardness  tester
dengan  indentor  bola  baja  yang mempunyai diameter 1/16 inch
(gambar  7).  Beban  yang  digunakan
pada  uji  kekerasan  terdiri  diri:  beban minor  ( P o )  =  10  kg  dan  beban  mayor
( P )  =  100  kg  bertujuan  untuk memperoleh angka kekerasan spesimen  uji  sebelum  dan  setelah proses  tempa  panas  dan  pendinginan oli:    SAE  50,  SAE  90,  dan  SAE  140. Pada  masing-masing  spesimen  uji sebelum  dan  sesudah  proses  tempa panas  dilakukan  pengujian  kekerasan sebanyak  10  kali  pengujian  kemudian diambil rata-rata angka kekerasan.
Gambar 7. Rockwell Hardness Tester
3. Uji pengamatan struktur mikro menggunakan mikroskop logam bertujuan  untuk  mengetahui  fasa, pada  logam  bekas  setelah  proses tempa panas dan pendinginan oli SAE: 50, 90, dan 140 (gambar 8).
Gambar 8. Mikroskop Logam

## HASIL DAN PEMBAHASAN Data Hasil Penelitian
Tabel 1. Data Hasil Uji Komposisi Kimia
No Unsur kimia Simbol Material
Plat (luar) Batangan (dalam) 1 karbon C 0,13285 1,2617 2 Mangan Mn 0,36519 0,3113 3 Fosfor P 0,00787 0,01384 4 Sulfur S 0,00571 0,00512 5 Silicon Si 0,19235 0,23081 6 Timah Sn 0,00880 0,0058 7 Alumunium Al 0,03318 0,00705 8 Crom Cr 0,01138 0,04172 9 Tembaga Cu 0,01207 0,0929 10 Nikel Ni 0,00618 0,02409 11 Niobium Nb 0,00255 0,00255 12 Vanadium V 0,00313 0,00049 13 Kalsium Ca 0,00032 0,00066 14 Molybdenum Mo 0,00924 0,014445 15 Kobalt Co 0,00264 0,0077 16 besi Fe 99,34 97,9617
Sumber : PT. Ispat Indo Sidoarjo
Tabel  1  merupakan  data  hasil  uji komposisi  kimia  menggunakan  mesin Quantometer padabaja bekas yang berbentuk  plat  (luar)  dan  batangan (dalam).
Tabel 2. Data Hasil Uji Kekerasan
No Spesimen Uji Hasil Tempa Panas Angka Kekerasan (HR B ) Rata-rata Kekerasan(HR B ) 1 Plat (Sebelum Tempa Panas) 85 86 85 88 87 88 87 87 88 86 70 2 Batangan (Sebelum Tempa Panas) 29 28 31 25 27 31 29 27 26 31 28 HR C = 104 HR B 3 Tempa Panas dengan Pendinginan SAE 50 95 99 97 94 95 94 95 95 92 90 94,6 4 Tempa Panas dengan Pendinginan SAE 90 87 82 84 88 85 88 88 85 88 88 86,8 5 Tempa Panas dengan Pendinginan SAE 140 82 81 80 79 82 84 82 80 81 83 81,4
Sumber : Lab. Uji Logam Jurusan Teknik Mesin FT. UNMER Malang
Tabel  2  merupakan  data  hasil  uji kekerasan  pada  kedua  baja  bekas  setelah proses  tempa  panas  dan  pendinginan  oli: SAE  50,  SAE  90,  dan  SAE  140 menggunakan    metode  dinamik  jenis Rockwell  Hardness  Tester  menggunakan
indentor  bola  baja  ( stee l)    dan  kerucut intan ( diamond cone ).
Tabel 3. Data Hasil Uji Pengamatan Struktur Mikro
No Baja Karbon Rendah (plat) Baja Karbon Tinggi (batangan) Hasil Tempa Panas 1 3 4 Baja karbon rendah Baja karbon tinggi α + Fe 3 C α α α + Fe 3 C Baja karbon rendah Baja karbon tinggi α α α + Fe 3 C α + Fe 3 C Baja karbon rendah Baja karbon tinggi α + Fe 3 C α α α + Fe 3 C
Sumber : Lab. Uji Logam Jurusan Teknik Mesin FT. UNMER Malang.
Tabel  3  merupakan  data  hasil  uji pengamatan  struktur  mikro  sebelum  dan sesudah proses tempa panas dan pendinginan oli:  SAE 50, SAE 90,  SAE 140  dengan  metode  dinamik  jenis Rockwell  Hardness  Tester menggunakan indentor bola baja ( stee l) dengan diameter  1/16  inch  dan  kerucut  intan ( diamond cone ).

## Pembahasan
Tempa panas ( hot forging ) merupakan  proses  pembentukan  logam ( metal forming ) dengan cara memanaskan  baja  bekas  terdiri  diri  baja karbon  rendah  (plat)  dan  baja  karbon tinggi  (batangan)  ke  dalam  dapur pemanas  sampai  di  atas  temperatur rekristalisasi  (A 1 )  800 0 C  menggunakan
energi  panas  hasil  pembakaran  arang kayu  jati.  Hasil  tempa  panas  selanjutnya dilakukan  pembebanan  sebesar  5  kg sebagai  gaya  luar  ( external  force )  secara bertahap dan dilanjutkan pendinginan oli: SAE  50,  SAE  90,  dan  SAE  140  dengan kekentalan  (viskositas)  yang  berbeda sampai  temperatur  800 0 C.  Viskositas merupakan  ukuran  kekentalan  suatu fluida  yang  menyatakan  besar  kecilnya gesekan  di  dalam  fluida.  Makin  besar viskositas  suatu  fluida,  maka  makin  sulit suatu  fluida  mengalir  dan  makin  sulit suatu  benda  bergerak  di  dalam  fluida tersebut.  Di  dalam  zat  cair,  viskositas dihasilkan  oleh  gaya  kohesi  antara molekul  zat  cair.  Sedangkan  dalam  gas, viskositas timbul sebagai akibat tumbukan  antara  molekul  gas.  Satuan system internasional  (SI) untuk  koefisien viskositas  adalah  Ns/m 2 =  Pa.S  (pascal sekon).  Satuan  CGS  (centimeter  gram sekon)  untuk  SI  koifisien  viskositas adalah  dyn.s/cm 2 =  poise  ( p ).  Viskositas juga  sering  dinyatakan  dalam  sentipoise (cp). 1 cp = 1/1000 p. Hasil uji komposisi kimia  baja  bekas  yang  digunakan  untuk tempa  panas  terdiri  diri:  baja  karbon rendah  0,13285%  karbon  ( C )  termasuk kelompok  baja  karbon  rendah  ( low carbon  steel )  mempunyai  sifat:  lunak, mudah  dibentuk,  kekerasannya  rendah, tetapi keuletannya tinggi dan baja karbon
menengah 1,2617% C termasuk kelompok baja karbon tinggi mempunyai sifat kekerasan yang  tinggi tetapi ketangguhannya ( toughness ) rendah (tabel  1).  Unsur-unsur  lain  yang  bersifat pengotor  ( impurities )  pada  baja  karbon rendah  seperti:  0,00787%  phosphor  ( P ),
0,00571% sulphur ( S ), 0,033% aluminium    ( Al ),  0,01138%  chrom  ( Cr ),
0,01207%  cuprum  ( Cu )  dan  99,1934% besi  ( Fe )  pada  baja  karbon  rendah termasuk  logam  besi  ( ferrous  metal ) (tabel  1)  (Smith,  1990,  Surdia,  1995). Unsur Mn sebesar  0,36519%  pada  baja karbon  rendah  dapat  mengikat  unsur C , sehingga  membentuk  karbida  mangan ( Mn 3 C )  yang  dapat  meningkatkan  sifat kekerasan  baja  karbon  rendah,  sehingga unsur  Mn  terhadap  unsur S harus  dijaga dengan  perbandingan  antara  10  :  1 (Anonim),  sedangkan  pada  kombinasi FeS dapat  menimbulkan  retakpada  hasil tempa  panas  (tabel  1).  Unsur  lain  yang dapat  meningkatkan  sifat  kekerasan  baja karbon rendah adalah 0,19235% Si tetapi mudah  rapuh,  sehingga  unsur Si dibatasi tidak  melebihi  0,1%  (Anonim  dan Polukhin, 1977) (tabel 1). Demikian juga unsur-unsur  lain  yang  bersifat  pengotor pada  baja  karbon  tinggi  mendekati  sama dengan  baja  karbon  rendah  seperti:
0,00512% S ,  % Al ,  0,00705% Cr ,
0,0929% Cu dan 97,9617% Fe pada baja
karbon  tinggi  termasuk  logam  besi (tabel  1)  (Smith,  1990).  Unsur  0,3113%
Mn pada  baja  karbon  tinggi  dapat mengikat  unsur C ,  sehingga  membentuk karbida  mangan  ( Mn 3 C )  yang  akibatnya meningkatkan sifat kekerasan baja karbon  tinggi,  sehingga  unsur  Mn terhadap  unsur S harus  dijaga  dengan perbandingan  antara  10  :  1  (Anonim) (tabel  1).  Unsur  lain  yang  dapat meningkatkan sifat kekerasan baja karbon  tinggi  adalah  0,23081% Si tetapi mudah  rapuh,  sehingga  unsur  Si  dibatasi tidak  melebihi  0,1%  (Anonim  dan Polukhin,  1977)  dan  unsur  0,01384% P pada  baja  karbon  tinggi  tidak  mudah rapuh  karena  masih  di  bawah  0,047% P (Polukhin,  1977)  (tabel  1).  Baja  karbon rendah  0,13285%  C  mempunyai  angka kekerasan  rata-rata  70  HR B dan  angka kekerasan  baja  karbon  tinggi  1,2617% C rata-rata 28 HR C atau 104 HR B (tabel  3).
Perbedaan kekerasan tersebut, dipengaruhi  oleh  unsur C sehingga mempengaruhi  sifat  kekerasan,  keuletan dan  kekuatannya.  Menurut  diagram keseimbangan Fe-Fe 3 C baja  karbon rendah 0,132% C termasuk baja hipoeutektoid ( hypoeutectoid  steel )  < 0,83% C yang  mempunyai  fasa  ferit  (  ) sifatnya  lunak,  ulet  serta  fasa  perlit (  + Fe 3 C ) sifatnya keras, kuat, getas dan baja karbon  tinggi  1,2617% C termasuk  baja
hipereutektoid  ( hypereutectoid  steel )  > 0,83% C yang  mempunyai  fasa  perlit  (  + Fe 3 C )  dan  karbida  besi  ( Fe 3 C )  berupa network (gambar 9).
Gambar 9. Diagram Keseimbangan Fe- Fe 3 C Sifat baja
hypereutectoid kekerasannya tinggi, tetapi sifat kekuatannya  lebih  rendah  dibanding dengan baja eutektoid 0,8% C (gambar 9) (Avner,  1987,  Chadwick,  1972).  Baja bekas  hasil  tempa  panas  dan  dilanjutkan pendinginan  oli:  SAE 50, SAE 90, SAE 140,  secara  umum  angka  kekerasannya cenderung  semakin  menurun  (tabel  2). Angka kekerasan tertinggi pada pendinginan  SAE  50  sebesar  94,6  HR B dan terendah pada pendinginan SAE 140 sebesar  81,4  HR B (tabel  2).  Angka kekerasan  semakin  menurun  disebabkan pengaruh viskositas oli, sehingga menghambat  laju  pendinginan  ( cooling rate )  semakin  lambat  akibatnya  besar butir  semakin  kasar  ( coarse )  atau  butir- butir  kristalnya  berbentuk  kolum  masih
kasar  dan  porositas  baja  bekas  hasil tempa panas belum berkurang, tetapibesar  butir  semakin  kasar  sehingga mengakibatkan  baja  bekas  lebih  mudah dilakukan  tempa  panas  karena  sifatnya semakin  ulet.Struktur  mikro  hasil  tempa panas  dengan  pendinginan  oli:  SAE  50, SAE  90,  SAE  140  dengan  pembesaran 400  x  secara  umum  kecenderungan  fasa ferit  (  )  (warna  terang)  lebih  dominan dibanding  dengan  fasa  perlit  (  +  Fe 3 C ) (warna  gelap)  (tabel  3).  Sifat  fasa  mempunyai  sifat  ulet  dan  kekerasannya rendah  dan  fasa  +  Fe 3 C mempunyai sifat  keras  dan  getas.  Pendinginan  hasil tempa  panasdengan  media  jenis  oli  SAE 50,  SAE  90,  SAE  140  tidak  terbentuk fasa martensit  yang sifatnya sangat  keras dan  getas  dibanding  fasa  +  Fe 3 C ,  hal ini  disebabkan    fasa  austenit  (  )  tidak dapat bertransformasi menjadi fasa martensit  yang  sifatnya  keras  dan  getas. Fasa  mempunyai  sel  satuan  Kubus Pemusatan Ruang ( Body Centered Cubic ) (BCC) pada temperatur di bawah 910 0 C.
BCC  merupakan  larutan  padat  ( solid solution )  terdiri  atas  beberapa  atom C yang ada pada besi murni ( pure iron ) dan kelarutan  unsur C pada  fasa  maksimum  0,025%  terjadi    di  bawah temperatur 723 0 C , tetapi pada temperatur kamar  kelarutan C sekitar  0,008%.  Fasa
 + Fe 3 C merupakan campuran eutektoid terdiri  diri  fasa  dan  fasa Fe 3 C yang mengandung  0,8% C terbentuk  pada temperatur  723 0 C  dengan  sel  satuan BCC (Broek, 1986, Dowling, 1993).

## SIMPULAN
Angka  kekerasan  terendah  hasil tempa panas dengan pendinginan SAE 50 mencapai  94,6  HR B ,  sedangkan  angka kekerasan  terendah  dengan  pendinginan SAE 140 mencapai 81,4 HR B .
Fasa  hasil  tempa  panas  fasa  + Fe 3 C lebih  dominan  dibanding  fasa  pada  pendinginan  SAE  50,  SAE  90, sedangkan  pendinginan  SAE  140  fasa  lebih dominan dibanding fasa  + Fe 3 C .

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim, Effects of Mn, P, S, Si & V on the  Mechanical    Properties  of Steel , http://www.leonghuat.com/articles/ elemelem.htm
Askeland,  D.  R.,  1984, The  Scince  and
Engeneering of Materials ,
University of Misouri-Rolla, California, USA.
ASTM  International  E  399-90,  100  Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken,  PA  19428  –  2959, United States.
Avner,  S.H.,  1987. Introduction  to Physical  Metallurgy ,  Singapore:
Graw Hill International.
Broek, D., 1986, Elementary Engineering  Fracture  Mechanics ,
Kluwer Academic Publisher, Dordrecht,  The Netherlands.
Chadwick, G.A., 1972. Metallography of Phase  Transformation .  London: Butterworth.
Dieter, G,E., 1981. Mechanical
Metallurgy . Second Edition. Tokyo:  McGraw-Hill  International
Book Company.
Dowling,  N.  E.,  1993, Mechanical Behavior  of  Materials ,  Prentice Hall, New Jersey.
Hosford,  W,  F,  dan  Caddel,  R,  M.  1983,
Metal  Forming  Mechanics  and
Metalurgy , Prenticehall, Inc.
Jastrzebski, Z. D., 1980, The Nature and
Properties of Engeneering
Materials ,  Third  editions,  New York.
Polukhin,  P.  1977. Metal  Process Engineering .  Fourth  Printing.  Mir Publishers: Moscow.
Smith, W.F. 1990. Principles of Materials Science and Enginnering . Second Edition. McGraw-Hill International Editions.
Surdia,  T.  1995. Pengetahuan  Bahan
Teknik . PT. Erlangga: Jakarta.