doi: 10.14710/teknik.v41n2.25959               Copyright © 2020, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Pengaruh Proses Normalising dan Tempering Ganda Terhadap Peningkatan Nilai Modulus of Toughness Baja AISI 4340
Beny Bandanadjaja * , Dewi Idamayanti
Jurusan Teknik Pengecoran Logam, Politeknik Manufaktur Bandung, Jl. Kanayakan 21 Dago Bandung, Indonesia 40135

## Abstrak
Baja AISI 4340 merupakan baja paduan Nikel, Chrom dan Molibden. Baja ini memiliki sifat kemampuan untuk dilaku-panas (heat-treatable) yang baik. Penelitian ini ditujukan untuk meningkatkan ketangguhan baja AISI 4340 melalui proses perlakuan panas. Metode percobaan dilakukan dengan memberikan variasi proses perlakuan panas pada baja AISI 4340. Proses perlakuan panas yang diberikan yaitu normalising pada temperatur 900 °C, tempering tahap pertama pada temperatur 650 °C dan tempering tahap kedua dengan variasi 650 °C dan 705 °C. Pengaruh pemberian tambahan proses tempering setelah normalising dan  temperatur  temperingnya  dianalisis  untuk  diketahui  sejauh  mana  dapat  meningkatkan  ketangguhan baja  ini.  Hasilnya  menunjukkan  bahwa  pemberian  tambahan  proses  tempering  dua  kali  pada  650  °C setelah normalising pada temperatur 900 °C dapat meningkatkan elongasi baja AISI 4340. Ketangguhan sebagai salah satu sifat mekanik yang akan ditingkatkan merupakan nilai kombinasi kekuatan tarik, kuat luluh  dan  elongasi,  dalam  nilai  modulus  of  toughness.  Hasil  perhitungan  modulus  of  toughness  yang terbaik diperoleh dari proses perlakuan panas normalising, kemudian tempering tahap I pada temperatur 650 °C dan tempering tahap II pada temperatur 650 °C, yaitu sebesar 1.206 kgf.mm/mm 3 , meningkat 450
% dibandingkan dengan kondisi as-cast tanpa proses perlakuan panas sebesar 267 kgf.mm/mm 3 .
Kata kunci: baja AISI 4340; perlakuan panas; normalising; tempering dua tahap; ketangguhan

## Abstract
[Title:  The  Influence  of  the  Second  Stage  Tempering  Temperature  on  the  Toughness  Properties  of AISI  4340  Steel] AISI  4340  is  a  steel  that  is  alloyed  with  Nickel,  Chrom  and  Molybden.  This  steel  has excellent heat-treating properties. This study aimed to improve the toughness of AISI 4340 steel through a heat-treatment process. The experimental method is carried out by giving variations of the heat treatment process on AISI 4340 steel. The heat treatment process that has been given is normalizing at 900 °C, the first stage tempering 650°C, and the second stage tempering with the variation of 650 °C and 705 °C. The effect  of  an  additional  tempering  process  after  normalizing  and  tempering  temperature  was  analyzed  to determine  its  role  in  improving  this  steel's  toughness.  The  results  show  that  the  additional  double tempering  process  at  650  °C  after  900  °C  normalizing  can  increase  AISI  4340  steel  elongation.  Stell toughness is one of the mechanical properties to be improved. It is a combination of tensile strength, yield strength, and elongation, which can be presented in modulus of toughness. The best modulus of toughness results  is obtained from the heat treatment process: normalizing, then tempering stage I at 650 ° C and tempering stage II at 650 ° C, which is 1,206 kgf.mm/mm3. Increase more than 450 % com.
Keywords: AISI 4340 steel; heat treatment; normalizing; two stage tempering; toughness

## 1. Pendahuluan
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  tujuan  untuk memperbaiki  sifat  mekanik  baja  AISI  4340.  Beberapa
pengembangan yang telah dilakukan untuk meningkatkan sifat mekanis baja AISI 4340 diantaranya adalah  dengan  metode  normalising  yang  dilanjutkan dengan  tempering.  Hu dkk (2013)  menyatakan  baja  cor mengalami  segregasi  makro  dan  terjadi  pembentukan karbida  karena  tidak  larut  dalam  austenit,  yang mengakibatkan baja menjadi getas. Untuk mengatasi hal
------------------------------------------------------------------
*) Penulis Korespondensi.
E-mail: benybj@polman-bandung.ac.id
doi: 10.14710/teknik.v41n2.25950               Copyright © 2020, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
tersebut  maka  baja  cor  sebaiknya  diberikan  proses perlakuan panas berupa normalising . Proses normalising akan  memberikan  struktur  yang  lebih  halus  sehingga elongasi  meningkat. Normalising pada  baja  AISI  4340 dapat  menghasilkan  fasa  Perlit,  Bainit  dan  kadang Martensit.  Kombinasi  fasa  tersebut  akan  menghasilkan kekuatan  yang  cukup  tinggi.  Untuk  dapat  memperoleh ketangguhan  yang  lebih  tinggi  maka  dapat  dilanjutkan dengan proses tempering setelah normalising , yang akan berakibat  pada  penurunan  kekuatan  namun  elongasi meningkat.
Tempering  pada  baja  yang  memiliki  struktur mikro  martensitik  sangat  penting  untuk  menekan terjadinya  patah  getas  dan  memastikan  terbentuknya kombinasi  sifat  kekuatan  dan  keuletan  sesuai  dengan yang  diinginkan  (Hu dkk., 2013).  Selama  tempering, kekuatan  baja  martensitik  menurun  karena  terjadi pelepasan  atom  karbon  dari  fasa  martensit  yang memiliki  karbon  terlarut  jenuh  ( carbon  supersaturated martensite ) (Saha dkk., 2016; Speich dkk., 1972). Proses tempering martensit  melibatkan  serangkaian  proses. Pada  tahap  pertama  proses tempering yang  terjadi  pada kisaran  suhu  80-200  °C,  proses  segregasi  dan redistribusi  atom  karbon  mengambil  tempat  pada  cacat kisi seperti dislokasi, batas lath , dan batas butir austenite sebelumnya ( prior austenite grain boundary ). Selain itu, karbida  epsilon  transisional  (ε-Fe 2,4 C)  juga  terbentuk dalam tahap temper pertama ini (Jung dkk., 2009; Olson dkk., 1992).  Lapisan  film interlath pada  austenit  sisa terurai  menjadi  Ferit  (α)  dan  sementit  (θ-Fe 3 C)  pada tempering tahap  kedua  (200–300  °C).  Pada tempering tahap  ketiga,  karbon  terpisah  dan  karbida  transisi berubah  menjadi  karbida  yang  stabil  seperti  sementit (Fe 3 C),  yang terjadi pada suhu  yang lebih tinggi, dalam kisaran  250–350  °C  (Olson dkk., 1992).  Pada  suhu  di atas 350 °C, sementit menjadi bulat dan cenderung lebih kasar  (Olson dkk., 1992).  Ada  banyak  faktor  yang mempengaruhi  proses tempering ,  seperti:  suhu  temper, waktu tempering , laju pemanasan, dan  komposisi  kimia baja  (Gomes dkk., 2010;  Krauss,  1990;  Revilla dkk., 2014).
Pada  baja  paduan  austenit  sisa  diubah  menjadi martensit  pada  proses  pendinginan  dari  suhu  temper sekitar  500  °C.  Oleh  karena  itu  baja  tersebut  harus temper  ulang,  yang  dapat  meningkatkan  ketangguhan material.  Jika  kekerasan  yang  diperlukan  telah  tercapai setelah  perlakuan  pengerasan  pertama,  temper  kedua harus  dilakukan  pada  suhu  yang  lebih  rendah  agar kekerasan  baja  tidak  banyak  berkurang  (Thelning, 2013).
Pada  penelitian  Bandanadjaja  dan  Achyarsyah (2017),  serta  Bandanadjaja  dan  Idamayanti  (2017)
menunjukkan  hasil  perlakuan  panas  pada  baja  paduan NiCrMo dengan tempering ganda mengalami peningkatan  elongasi  sampai  20  %  tanpa  mengalami penurunan kekuatan tarik yang signifikan. Dibandingkan dengan  satu  kali tempering 650  °C  (e  16,4  %).  Hasil tersebut diperoleh dari proses tempering yang dilakukan pada  temperatur  tahap  I  650  °C  dan  II  650  °C. Temperatur tempering tahap  II  ternyata  menunjukkan pengaruh yang berbeda, pada temperatur tahap II 250 °C dan  450  °C,  hasilnya  justru  menunjukkan  penurunan elongasi dibanding satu kali tempering 650 °C. Reduksi elongasi  terjadi  tersebut  dapat  dijelaskan  oleh  adanya presipitasi  karbida  selama  dekomposisi  martensit,  yang terletak  terutama  di  batas  butir  austenit  sebelumnya (Madyanov,  1973).  Anwar dkk. (2019)  menyebutkan dalam  penelitiannya  bahwa  proses tempering ganda pada  baja  tahan  karat  martensitik  13Cr3Mo3Ni  tidak menyebabkan  penurunan  kekerasan.  Namun  dalam penelitiannya belum menyebutkan perihal sifat ketangguhannya.
Penelitian  ini  merupakan  penelitian  lanjutan, dimana  pada  studi  sebelumnya  (Bandanadjaja  & Idamayanti, 2017) belum memeriksa pengaruh temperatur tempering kedua  yang  diberikan  diatas temperatur tempering pertama.  Dalam  penelitian  ini dilakukan  eksperimen  lanjutan  untuk  mendapatkan informasi tentang pengaruh pemberian tempering tahap kedua yang lebih tinggi dibanding tahap pertamanya.
2. Bahan dan Metode
2.1 Material
Material  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  Baja  paduan  Cr-Ni-Mo  yang  setara  dengan standar  AISI  4340.  Baja  AISI  4340 dicor  dalam  bentuk sampel Y block sesuai dengan standar ASTM E8, seperti yang  ditunjukkan  pada  Gambar  1.  Y block kemudian dipotong  dalam  bentuk  sampel  kotak  berukuran 15x15x12  mm,  untuk  pengujian  kekerasan  dan metalografi.  Selain  itu  dibuat  sampel  berbentuk  silinder berukuran dia. 30 mm x 200 mm, untuk pengujian tarik.
Material  baja  hasil  cor  AISI  4340  diperiksa komposisinya menggunakan
Optical Emission
Spectroscopy (ARL 3460). Hasilnya seperti ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi Kimia Baja AISI 4340
C Mn Si S P Ni Cr Mo 0,361  0,63  0,22  0.013  0,02  1,85  0,89 0,3
Gambar  1. Y Block dan Sampel Uji Tarik Baja AISI 4340
Baja  AISI  4340  hasil  cor  termasuk  baja paduan Nikel,  Chrom  dan  Molibdenum.  Penambahan  unsur paduan tersebut dapat meningkatkan mampu  perlakuan panas material (ASM International Handbook Committee,  2001).  Ni,  Cr  dan  Mo  akan  meningkatkan kemampuan  pengerasan material  ( hardenability ), ketangguhan  ( impact  toughness )  dan  ketahanan  fatik ( fatigue  resistance) pada  baja  (ASM  International Handbook  Committee,  2001).  Dari  komposisi  kimia dapat  dilakukan  perhitungan  temperatur  AC 1 dan  AC 3 dengan  menggunakan  rumus  Andrews  (Krauss,  1990), seperti terlihat pada Persamaan 1 dan 2.
Ac 1 = 723  - 10,7 Mn  - 16,9 Ni + 29,1 Si + 16,9 Cr +
290 As + 6,38 W
(1)
Ac 3 =  910  -  203  C 1/2 -  15,2  Ni  +  44,7  S1  +  104  V  +
31,5 Mo + 13,1 W (2)
Dari persamaan (1) dan (2) diperoleh Ac 1 = 706 °C  dan  Ac 3 =  779  °C.  Ac 1 merupakan  batas  tertinggi yang  bisa  diterapkan  untuk  temperatur tempering . Sementara  Ac 3 merupakan  batas  referensi  untuk penetapan  temperatur  austenisasi.  Proses normalising dilakukan  pada  temperatur  diatas  Ac 3 .  Prosees tempering dilakukan di bawah temperatur Ac 1 .

## 2.2 Variasi Proses Perlakuan Panas
Baja  AISI  4340  diberikan  proses  perlakuan panas,  dengan  variasi  sebagaimana  ditunjukkan  pada Tabel 2.
Tabel 2. Variasi Sampel Baja AISI 4340
No Nama Sampel Kondisi Proses 1 AC As Cast 2 N Normalising 900 3 NT Normalising 900 Tempering 650 4 NTT650 Normalising 900 Tempering 650 Tempering 650 5 NTT705 Normalising 900 Tempering 650
Tempering 705
Sampel AC adalah baja AISI 4340 dalam kondisi As-Cast  atau  hasil  cor,  belum  diberikan  proses perlakuan  panas  apapun.  Sampel  N  adalah  sampel  AC yang  diberikan  proses Normalising dengan  pemanasan 900  °C  kemudian  ditahan  2  jam  dan  diberikan pendinginan udara bebas. Sampel NT adalah sampel AC yang  sudah  diberikan  proses normalising 900  °C dilanjutkan  dengan  proses tempering pada  temperatur 650  °C  ditahan  selama  2  jam  dan  didinginkan  udara bebas.  Sampel  NTT650  adalah  sampel  AC  yang  sudah mengalami  proses normalising 900  °C, tempering 650 °C  dilanjutkan  dengan tempering tahap  kedua  pada temperatur  650  °C  ditahan  selama  2  jam  dan didinginkan  udara  bebas.  Sampel  NTT705  adalah sampel  AC  yang  sudah  mengalami  proses normalising 900  °C, tempering 650  °C  dilanjutkan  dengan tempering tahap kedua pada temperatur 705 °C ditahan selama 2 jam dan didinginkan udara bebas.

## 2.3 Pengujian
Setiap  variasi  perlakuan  panas  sampel  diuji  sifat mekanik  dan  struktur  mikronya.  Pengujian  kekerasan dilakukan  dengan  metode  Rockwell  C  standar  ASTM E18, menggunakan mesin uji Rockwel Future Tech type

## TEKNIK, 41 (2), 2020, 137
LR-1e. Pengujian Tarik dilakukan sesuai standar ASTM E  8M,  menggunakan  mesin  uji  tarik Universal  Testing Machine Hung Ta HT-8501. Pemeriksaan struktur mikro menggunakan mikroskop optik.
Bahan etsa menggunakan Nital 5%.
3. Hasil dan Pembahasan
Hasil  pengujian  mekanik  dan  struktur  mikro disampaikan sebagai berikut:
3.1 Hasil Uji Kekerasan dan Struktur Mikro
Gambar  2. Hasil Uji Kekerasan Rockwell
Dari  grafik  pada  Gambar  2  dapat  dilihat  bahwa kekerasan  tertinggi  sebesar  rata-rata  34,48  HRC dimiliki  oleh  sampel  N,  hasil  proses normalising . Peningkatan  nilai  kekerasan  pada  hasil normalising terjadi  karena  proses normalising dapat  menghaluskan butir  (Krauss,  1990).  Hasil  cor  atau  as-cast  (AC) menghasilkan  struktur  Ferit  widmanstaten  yang  kasar dan  tajam,  sehingga  material  menjadi  getas  (Gambar 3). Paduan Ni akan menggeser kurva daerah Perlit pada diagram  transformasi  perlakuan  panas  TTT  ( Time Temperature  Transformation )  ke  arah  kanan  dan paduan  Mo  akan  menggeser  kurva  transformasi  Bainit kearah  kiri  (Bandanadjaja,  2004)  sehingga  dengan
pendinginan  lambat  yang  terjadi  dalam  cetakan  pasir atau  udara  bebas  dapat  terbentuk  fasa  Bainit  yang memiliki  kekerasan  cukup  tinggi.  Dapat  dilihat  pada Gambar 3. Struktur mikro yang terbentuk adalah Bainit dengan  ditambah  struktur  Ferit  Widmanstaten  yang berbentuk kasar dan tajam.
Proses perlakuan panas normalising
menghasilkan  butir  dan  struktur  yang  lebih  halus.  Hal ini  yang  meningkatkan  kekerasan  baja  AISI  4340 setelah normalising . Gambar 4 menunjukkan strukturmikro  hasil normalising .  Struktur  mikro  yang terbentuk  adalah  Ferit  (berwarna  putih),  Perlit  dan Bainit. Nampak strukturmikronya lebih rapat dan halus dibandingkan  struktur  mikro  as-cast  pada  Gambar  3. Dengan struktur mikro yang lebih halus dan rapat maka kekerasan dan keuletan material meningkat.
Dari  grafik  pada  Gambar  2  juga  dapat  dilihat bahwa  setelah  material  diberi  proses tempering pertama  maka  terjadi  penurunan  kekerasan.  Hal  ini terjadi  karena  struktur  Bainit  yang  sebelumnya memiliki kekerasan tingi menjadi tertemper. Kemudian memunculkan  fasa  Ferit  yang  terklaster  pada  bagian tengah  butir  bekas  austenit  ( prior  austenite  grain ). Gambar 5. menunjukkan struktur mikro yang terbentuk dari hasil proses tempering 650 °C.
Setelah  material  diberikan tempering kedua pada  temperatur  650  °C  dan  705  °C  tidak  terjadi penurunan  kekerasan.  Hasil  ini  sesuai  dengan penelitian  Anwar,  M.S  (Anwar dkk., 2019)  yang meneliti  pengaruh  proses tempering ganda  pada  baja tahan karat martensitik 13Cr3Mo3Ni, dimana kekerasan baja tersebut relatif stabil setelah mengalami temper kedua, yaitu dari 316 VHN menjadi 304 VHN. Kekerasan  yang  relatif  sama  ini  mengindikasikan bahwa kekuatan material relatif stabil.
Gambar  3. Struktur Mikro AISI 4340 As Cast (AC)
Gambar  4. Struktur Mikro AISI 4340 Hasil
Normalising (N) Ferit Widmanstaten Bainit Ferit Perlit Bainit
doi: 10.14710/teknik.v41n2.25950               Copyright © 2020, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Gambar  5. Struktur Mikro AISI 4340 Hasil Normalising dan Tempering 650 °C (NT)
Gambar  6. Struktur Mikro AISI 4340 Hasil Normalising , Tempering 650 °C dan Tempering 650 °C (NTT650)
Pengamatan  struktur  mikro  pada  pemanasan tempering kedua  sebesar  650  °C  dapat  dilihat  pada Gambar 6.Struktur Ferit yang jelas berwarna putih tidak lagi  nampak  berkelompok  (klaster)  dalam  butir.  Proses temper  tahap  kedua  memberikan  kesempatan  pada karbon  untuk  lebih  menyebar,  sehingga  klaster  ferit menghilang. Pada sampel NT (Gambar 5) dimungkinkan pembentukan  martensit  di  batas  butir  austenite  yang berasal  dari  austenit  yang  tersisa  di  batas  butir  tersebut (Madyanov,  1973).  Struktur  sampel  NTT650  terlihat lebih merata yang terdiri dari Bainit yang tertemper, dan ada Bainit yang belum tertemper (berwarna coklat).
3.2 Hasil Uji Tarik
Sifat mekanik yang dapat menunjukkan kekuatan dan  keuletan  dapat  diperoleh  dengan  pengujian  tarik. Berikut  analisis  hasil  yang  diperoleh  dari  pengujian tarik.
Gambar 7. Menunjukkan hasil uji tarik dari nilai kuat tarik (  u) dan kuat luluh (  y). Trend grafik sejalan dengan  hasil  uji  kekerasan.  Material  AISI  4340  hasil normalising mengalami  peningkatan  kekuatan  (sejalan dengan  meningkatnya  kekerasan).  Kemudian  setelah diberi  proses tempering maka  kekuatannya  menurun. Kemudian  setelah  diberikan tempering kedua  pada temperatur  650  °C  dan  705  °C  kekuatan  relatif  sama. Untuk menilai ketangguhan material maka sifat elongasi material  perlu  dianalisis  hasilnya.  Karena  ketangguhan merupakan  kombinasi  sifat  kekuatan  dan  elongasi material.  Nilai  ketangguhan  setara  dengan  luas  area dibawah  kurva  uji  tarik  (Dieter dkk., 1986).  Gambar  8. menunjukkan grafik nilai elongasi material AISI 4340.
Gambar  7. Kuat Tarik dan Yield Strength AISI 4340
Gambar  8. Elongasi AISI 4340
Prior austenite grain boundary Bainit tertemper Bainit

## TEKNIK, 41 (2), 2020, 139
Hasilnya menunjukkan peningkatan yang berlanjut.  Khususnya  untuk  sampel  NT,  NTT650  dan NTT705,  bila  dilihat  nilai  kekerasan  dan  kekuatannya relatif  tetap,  namun  keuletannya  atau  elongasinya  naik. Pezzato  (Pezzato dkk., 2020) menyatakan bahwa proses tempering kedua mengubah karbida mikro di batas butir austenit  yang  tadinya  berupa lenticular atau  tajam menjadi  membulat,  sehingga  menghilangkan  daerah konsenstrasi  tegangan  diujung  karbida  mikro  tersebut. Secara  umum  material  baja  memiliki  sifat  yang berlawanan  untuk  kekuatan  dan  elongasi  (Dieter dkk., 1986). Semakin tinggi kekuatan diiringi dengan semakin menurunnya  keuletan  dan  sebaliknya.  Dalam  hal  ini hasil  yang  diperoleh  pada  material  AISI  4340  yang diberikan  proses tempering ganda  memberikan  hasil yang  meningkat  untuk  nilai  elongasinya.  Hal  ini  dapat dijelaskan  dengan  analisis  struktur  mikro  yang terbentuk, sebagaimana penjelasan berikut:
Hasil normalising (N)  memunculkan  struktur mikro  yang  lebih  halus  sehingga  dapat  meningkatkan kekerasan  (34,48  HRC)  dan  kekuatan  (  u:105,13 kgf/mm 2 ).  Pada  struktur  mikro normalising (N) dimungkinkan  terjadinya  pembentukan  struktur  Bainit dan  atau  Martensit,  karena  baja  AISI  4340  memiliki paduan  Ni,  Cr,  Mo  (Bandanadjaja,  2004).  Kedua struktur tersebut memiliki kekuatan dan kekerasan yang relatif  tinggi.  Elongasi  dapat  juga  meningkat  karena sebelumnya  struktur  hasil  cor  kasar  dan  cenderung menjadi  getas.  Kombinasi  peningkatan  kekuatan  dan elongasi  dari  baja  AISI  4340  menghasilkan  sifat ketangguhan baja menjadi lebih baik dibandingkan hasil cor.  Oleh  karenanya  baja  hasil  cor  sebaiknya  selalu diberikan proses normalising untuk dapat menghasilkan sifat mekanik yang lebih baik.
Hasil  proses tempering setelah normalising , dapat diperoleh dari sampel NT menunjukkan terjadinya penurunan kekuatan (  u: 69,64 kgf/mm 2 ) diikuti dengan kenaikan  elongasi  16,4%.  Fenomena  ini  sesuai  dengan dasar  teoritis  bahwa  material  baja  akan  mengalami kenaikan  elongasi  bila  kekuatannya  diturunkan  (Dieter dkk., 1986).  Penurunan  kekuatan  dan  kekerasan  serta meningkatnya  elongasi  dipengaruhi  dengan  keberadaan Ferit berbentuk klaster (Gambar 5.).
Pada sampel yang diberi proses tempering kedua yaitu  NTT650  dan  NTT  705,  hasilnya  menunjukkan kekuatan  (  u:  68,29  kgf/mm 2 )  dan  kekerasan  (21,74 HRC)  yang  setara  dengan  hasil  NT  namun  elongasinya meningkat (20 %). Hal ini dapat dijelaskan dari struktur mikro  yang  terbentuk.  Struktur  mikro  sampel  NT (Gambar  5)  menunjukkan  adanya  kluster  Ferit  ditengah butir  bekas  austenit  ( prior  austenit  grain )  dan dimungkinkan  adanya  struktur  martensit  pada  bekas batas  butir  austenit  (Thelning,  2013).  Kedua  struktur tersebut  tidak  nampak  lagi  pada  struktur  NTT650. Struktur  NTT650  memiliki  pola  yang  lebih  merata  dan homogen.  Hal  inilah  yang  meningkatkan  elongasi material  AISI  4340  hasil  proses  NTT650.  Pada  proses NTT750,  terjadi  penurunan  elongasi.  Hal  ini  dapat dijelaskan dengan struktur mikro yang terbentuk, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9.
Tempering kedua  pada  temperatur  705  °C memunculkan  model  struktur  Bainit  tertemper  dengan sementit  berbentuk  bulat  dan  cenderung  kasar  (Olson dkk., 1992).  Struktur  berwarna  putih  adalah  Ferit. Struktur  Ferit  nampak  membesar  dan  Bainit  tertemper yang  cenderung  kasar  inilah  yang  berperan  dalam menurunkan elongasi material AISI 4340.
Gambar  9. Struktur Mikro AISI 4340 Hasil Normalising , Tempering 650 °C dan Tempering 705 °C
Gambar  10. Modulus of Toughness AISI 4340
Ferit
Aspek  lain  yang  dapat  dinilai  dari  hasil  yang diperoleh adalah nilai ketangguhan material. Ketangguhan merupakan kombinasi sifat kuat tarik, kuat luluh  ( yield  strength )  dan  elongasi.  Nilai  ketangguhan dari hasil uji tarik dapat dihitung dengan rumus modulus of  toughness seperti  terlihat  pada  Persamaan  3  (Davis, 2004).

## (3)
S o adalah  kekuatan  yield,  Su  adalah  kekuatan maksimum  dan  ef  adalah  elongasi.  Hasil  perhitungan merupakan  penyederhanaan  dari  integrasi  luas  area dibawah kurva uji tarik yang menunjukkan ketangguhan material.
Gambar 10 menunjukkan grafik hasil perhitungan persamaan (3) untuk nilai modulus of toughness material AISI  4340  untuk  semua  proses  yang  dilakukan  dalam penelitian  ini.  Hasilnya  menunjukkan  bahwa  baja  AISI 4340,  sampel  NTT650,  memiliki  nilai modulus  of toughness yang  tertinggi  (1.208  kgf.mm/mm 3 ).  Proses tempering kedua pada temperatur 705 °C menghasilkan nilai  ketangguhan  yang  menurun,  hal  ini  terkait  dengan menurunnya elongasi material hasil proses NTT705.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  data  dan  analisis  yang  telah dilakukan  dapat  disimpulkan  bahwa  proses  yang  dapat menghasilkan  nilai  ketangguhan  terbaik  adalah  sampel NTT650 dengan proses: Normalising 900 °C, tempering I  650  °C  dan tempering II  °C.  Peningkatan  temperatur tempering II  berakibat  pada  menurunnya  nilai ketangguhannya. Dengan demikian dapat direkomendasikan  untuk  hasil  dengan  ketangguhan terbaik  bagi  material  AISI  4340  dalam  batasan parameter  yang  ada  dalam  penelitian  ini  adalah  proses NTT650.

## Ucapan Terimakasih
Ucapan terimakasih disampaikan kepada Politeknik Manufaktur Bandung dan DRPM
Kemenristekdikti  yang  telah  memberikan  bantuan  dana untuk  kegiatan  penelitian  ini.  Juga  kepada  sdr  Cahyana Suherlan  atas  kerjasamanya  untuk  dapat  membantu proses experimen dan pengujian hasilnya.

## Daftar Pustaka
Anwar, M. S., Yulianto, E. J., Chandra, S. A., Hakim, R. N.,  Hastuty,  S.,  &  Mabruri,  E.,  (2019).  Pengaruh Perlakuan  Panas  Terhadap  Struktur  Mikro, Kekerasan  dan  Ketahanan  Oksidasi  Suhu  Tinggi Pada Baja Tahan Karat Martensitik 13Cr3Mo3Ni- Cor. TEKNIK , Volume 40(1), pp. 11
Davis,  J.  R.,  Mills,  K.  M.,  &  Lampman,  S.  R.  (1990).
Metals handbook. Vol. 1. Properties and selection: irons,  steels,  and  high-performance  alloys. ASM International,  Materials  Park,  Ohio  44073,  USA. 1063.
Bandanadjaja,  B.,  (2004). Pengembangan  Material Bainitik As-Cast Ductile Iron Dengan Pengendalian  Laju  Pendinginan  Dan  Komposisi Nikel Molibden . Tesis Magister. Institut Teknologi Bandung Bandanadjaja, B., & Achyarsyah, M., (2017).
Perancangan  Material  Coran  Baja  Link  Track Untuk Bucket Wheel Excavator Batubara (Material  Design  of  Link  Track  Steel  Casting  for Coal Bucket Wheel Excavator). Creative Research Journal , Volume 1(1), pp. 47–63
Bandanadjaja,  B.,  &  Idamayanti,  D.,  (2017).  Pengaruh Proses Tempering Ganda Terhadap Sifat Mekanik Material  Baja  Cor  Paduan  Ni-Cr-Mo  [The Influence  of  Double  Tempering  on  Mechanical Properties  of  Ni-Cr-Mo  Cast  Steel  Alloy]. Metalurgi , Volume 32(1), pp. 29–36
Davis, J. R., (2004). Tensile testing . ASM International. Ohio , USA Dieter,  &  Bacon,  D.,  (1986). Mechanical  Metallurgy . McGraw-Hill book company, The United States of America
Gomes,  C.,  Kaiser,  A.-L.,  Bas,  J.-P.,  Aissaoui,  A.,  & Piette,  M.,  (2010).  Predicting  the  mechanical properties  of  a  quenched  and  tempered  steel thanks  to  a  “tempering  parameter.” Revue  de Métallurgie–International  Journal  of  Metallurgy , Volume 107(7–8), pp. 293–302
Hu, Z. J., & Yang, Y. T., (2013). Effects of normalizing and tempering temperature on mechanical properties  and  microstructure  of  low  alloy  wear resistant  steel  casting.  In Advanced  Materials Research (Vol.  602,  pp.  294–299).  Trans  Tech Publ
Jung,  M.,  Lee,  S.-J.,  &  Lee,  Y.-K.,  (2009). Microstructural  and  dilatational  changes  during tempering  and  tempering  kinetics  in  martensitic medium-carbon steel. Metallurgical and Materials Transactions A , Volume 40(3), pp. 551–559 Krauss,  G.,  (1990). Steels:  heat  treatment  and processing principles . ASM International, pp. 497 Madyanov, S. A., (1973). Effect of double tempering on the  properties  of  steels. Metal  Science  and  Heat Treatment , Volume 15(7), pp. 615–617 Olson, G. B., & Owen, W. S. (1992). Martensite , ASM International. Materials Park, OH.
Pezzato,  L.,  Gennari,  C.,  Chukin,  D.,  Toldo,  M.,  Sella, F.,  Toniolo,  M.,  Zambon,  A.,  Brunelli,  K.,  & Dabalà,  M.,  (2020).  Study  of  the  Effect  of Multiple  Tempering  on  the  Impact  Toughness  of
Forged  S690  Structural  Steel. Metals ,  Volume 10(4), pp. 507
Revilla,  C.,  López,  B.,  &  Rodriguez-Ibabe,  J.  M., (2014). Carbide size refinement by controlling the heating  rate  during  induction  tempering  in  a  low alloy  steel. Materials  &  Design  (1980-2015) , Volume 62, pp. 296–304
Saha, D. C., Biro, E., Gerlich, A. P., & Zhou, Y., (2016). Effects  of  tempering  mode  on  the  structural
changes  of  martensite. Materials  Science  and Engineering: A , Volume 673, pp. 467–475 Speich,  G.  R.,  &  Leslie,  W.  C.,  (1972).  Tempering  of steel. Metallurgical  Transactions ,  Volume  3(5), pp. 1043–1054
Thelning,  K.-E.,  (2013). Steel  and  its  heat  treatment . Butterworth-heinemann