Terbit online pada laman web jurnal http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jtm

## J URNAL T eknik M esin
Vol. 13 No.2x (2020) 56 - 63
ISSN Media Elektronik: 2655-5670
Pengaruh Temperatur Dan Waktu Penahanan Terhadap Sifat Mekanik Dan Struktur Mikro Pada Baja Karbon Rendah
Rhaka Qudzsy Wening Praja 1 , Iman Saefulloh 2 , Agus Pramono 3 1,2,3 Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa rhakaqudzsy@gmail.com

## Abstract
Basically the characteristic of steel products that is widely used in the construction process is structural steel. In order  to  compete  with  structural  steel  foreign-made,  a  standards  compliance  is  a  minimum  requirement  that must  be  done.  To  meet  the  JIS  G  3302  grade  SGC  400  standard,  the  results  of  the  cold  rolled  process  and continued  with  Cyclic  Spheroidizing  on  0.11%  carbon  steel,  resulted  in  an  elongation  value  that  met  the standards,  but  the  yield  strength  and  tensile  strength  were  below  standard.  So  that  a  heat  treatment  process substitution is needed so that 0.11% carbon steel can meet the JIS G 3302 SGC 400 standards. The aim of this research  is  to  determine  the  effect  of  temperature  and  holding  time  with  the  cyclic  treatment  method  on  the microstructure and mechanical properties of 0.11 steel % carbon. Also in this research , 0.11% carbon steel was subjected  to  a  heat  treatment  process  with  a  3-cyclic  method  at  temperatures  of  575,  625,  and  675°C,  then cooled  in  air  blower  then  given  a holding  time  of  4,  6,  8 minutes.  Then 0.11%  carbon  steel  was  subjected  to tensile test, Vickers hardness test and scanning electron microscope as well as energy dispersive spectroscopy- Mapping.
Keywords : Carbon steel 0.11%, JIS G 3302 grade SGC 400, Spheroidizing (Cyclic Treatment)

## Abstrak
Pada  dasarnya  produk  baja  banyak  digunakan  dalam  proses  pembangunan  adalah  baja  struktural.  Agar  dapat bersaing  dengan  baja  struktur  buatan  luar  negeri,  pemenuhan  standar  merupakan  syarat  minimal  yang  harus dilakukan.  Untuk  memenuhi  standar  JIS  G  3302 grade SGC  400,  hasil  proses  canai  dingin  dan  dilanjutkan dengan Cyclic  Spheroidizing pada  baja  0,11%  karbon,  menghasilkan  nilai  elongasi  yang  memenuhi  standar, namun yield strength dan tensile strength yang di bawah standar. Sehingga diperlukan subtitusi proses perlakuan panas  agar  baja  0,11%  karbon  dapat  memenuhi  standar  JIS  G  3302 grade SGC  400.  Pada  penelitian  ini, bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  temperatur  dan  waktu  penahanan  dengan  metode  cyclic  treatment terhadap  struktur  mikro  dan  sifat  mekanik  dari  baja  0,11%  karbon.  Pada  penelitian  ini,  baja  0,11%  karbon dilakukan proses perlakuan panas dengan metode 3 siklik pada temperatur 575, 625 dan 675°C, lalu didinginkan pada udara blower kemudian diberikan waktu penahanan selama 4, 6 , 8 menit. Kemudian baja 0,11% karbon dilakukan  uji  tarik,  uji  kekerasan Vickers dan scanning  electron  microscope serta energy  dispersive spectroscopy –Mapping.
Kata Kunci : Baja 0.11% karbon, JIS G 3302 grade SGC 400, Spheroidizing (Cyclic Treatment)
Rhaka Qudzsy Wening Praja 1 , Iman Saefulloh 2 , Agus Pramono 3
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 13 No. 2 (2020) 56-63

## 1. Pendahuluan
Pada  perkembangan  zaman  sekarang,  logam  besi dan  baja  paling  banyak  dipakai  sebagai  bahan industri.  Besi  dan  baja  banyak  digunakan dikarenakan  logam  besi  dan  baja  merupakan sumber  daya  alam  yang  masih  cukup  banyak dijumpai.  Baja  telah  digunakan  dalam  berbagai aplikasi karena fasilitas untuk mendapatkan mereka dan juga untuk sifat berbeda yang diperoleh dengan proses  perlakuan  panas,  termasuk  biaya  yang rendah,  dan  dengan  mempertimbangkan  bahan baku  dan  produksi  baja  di  seluruh  dunia  sekitar 6.109  ton  per  tahun.  Baja  adalah  paduan  Fe-C (kandungan  carbon  maksimum  sekitar  2%)  yang dapat  mengandung  elemen  paduan  lainnya,  sesuai dengan  aplikasinya.  Bahkan  variasi  rendah  dalam komposisi  tersebut  dapat  menyebabkan  perbedaan besar  dalam  sifat  mekanik,  karena  struktur  akhir dapat berubah sesuai dengan pengolahan manufaktur  dan  juga  siklus  perlakuan  panas  yang diterapkan.  Pada  aplikasi  industri  pembentukan lembaran  baja  mencari  bahan  dengan  potensi deformasi  plastis  dan  kekuatan  tinggi.  Tantangan ini  tidak  mudah  dicapai,  karena  biasanya  kenaikan kekuatan  baja  selalu  disertai  dengan  penurunan elongasi [1].
Baja  karbon  adalah  paduan  besi  karbon  dimana unsur  karbon  sangat  menentukan  sifat-sifatnya, sedangkan  unsur-unsur  paduan  lainnya  yang  biasa terkandung  di  dalamnya  terjadi  karena  proses pembuatannya.  Sifat  baja  karbon  biasa  ditentukan oleh persentase karbon dan mikrostrukturnya. Baja karbon  rendah  dapat  diklasifikasikan  berdasarkan jumlah  kandungan  karbonnya,  yaitu  Baja  karbon rendah yang mengandung 0,04% - 0,10% C sendiri biasanya  digunakan  untuk  dijadikan  baja-baja  plat atau  strip,  Karakteristik  utama  baja  karbon  adalah mudah untuk ditempa dan mudah diolah menggunakan  mesin.  Baja  karbon  rendah  yang mengandung  0,15%  -  0,30%  C  digunakan  untuk bahan-bahan  manufaktur  karena  sifatnya  yang mampu  tempa  dan  dapat  dibentuk  karena  sifat keuletannya yang tinggi aplikasinya untuk pembuatan  kontruksi  jembatan,  struktur  bangunan, pipa, dan dijadikan baja kontruksi [2].
Setiap  material  atau  bahan  memiliki  karakteristik yang  berbeda-beda.  Setiap  bahan  memiliki  sifat yang  berbeda-beda  mulai  dari  sifat  fisis,  sifat mekanis  dan  sifat  kimiawi.  Sifat  mekanis  material salah  satunya  adalah  kekerasan.  Pengujian  sifat mekanis  material  dapat  dilakukan  dengan  banyak cara,  salah  satunya  adalah heat  treatment .  Proses perlakuan  panas  meliputi  pemanasan  baja  pada suhu  tertentu,  dipertahankan  pada  waktu  tertentu dan  didinginkan  pada  media  tertentu  pula.
Perlakuan panas mempunyai tujuan untuk meningkatkan  keuletan,  menghilangkan  tegangan internal, menghaluskan  butir  kristal,  meningkatkan kekerasan,  tegangan  tarik  logam  dan  sejenisnya. Tujuan  tersebut  akan  tercapai  jika  memperhatikan faktor  yang  mempengaruhinya,  seperti  suhu pemanasan  dan  media  pendingin  yang  digunakan [3].
Masalah  yang  sering  terjadi  dalam  penggunaan baja karbon rendah sebagai bahan dasar konstruksi adalah lifetime yang  singkat  karena  permasalahan yield strength dan tensile  strength yang  dibawah standar  dan cold  formability yang  rendah dikarenakan elongasi yang tidak mencukupi standar sehingga bentuknya tidak akurat, seperti yang telah terjadi  pada  baja  karbon  rendah cold  rolled  coil SGC  400  di  PT.  Krakatau  Steel  yang  sudah dilakukan perlakuan panas dengan metode annealing namun  sifat  mekaniknya  masih  dibawah standar.  Maka  dari  itu  dibutuhkan  suatu  perlakuan panas dengan metode lain untuk memperbaiki sifat mekanik  seperti tensile  strength,  yield  point, elongasi  dan  kekerasan.  Salah  satu  metode perlakuan  panas  yang  digunakan  adalah  perlakuan panas dengan metode cyclic spherodizing annealing pada  baja  karbon  rendah  untuk mendapatkan  sifat  keuletan  sekaligus  kekuatan yang baik karena bentuk struktur mikro perlit yang globular dapat meningkatkan keuletan namun dapat mempertahankan kekuatannya [4].
Bahwa  dalam  penelitian  ini  akan  dilakukan  untuk meningkatkan  standar  properties  dari low  carbon steel menjadi medium  steel dan  variasi  parameter perlakuan  panas  pada  baja  karbon  rendah  JIS G3302 grade SGC  400  untuk  dilakukan  proses perlakuan panas dengan metode cyclic spherodizing  annealing .  Tujuan  penelitian  ini adalah untuk meningkatkan pengaruh variasi waktu tahan,  dan  jumlah cycle  spheroidizing yang  paling optimal  yang  dapat  menghasilkan  baja  karbon  JIS G3302 grade SGC  400  dengan  sifat  mekanik  dan struktur  mikro  sesuai  standar,  yaitu  untuk tensile strength ≥ 400  Mpa,  yield  point ≥ 295  Mpa,  dan elongasi ≥ 18%.
2. Metodologi  Penelitian

## 2.1. Baja Karbon
Baja Karbon adalah material logam yang terbentuk dari  unsur  utama  besi  dan  unsur  kedua  yang berpengaruh  pada  sifat-sifatnya  adalah  karbon, sedangkan  unsur,  yang  lain  berpengaruh  menurut presentasenya.  Baja  karbon  memiliki  klasifikasi
Rhaka Qudzsy Wening Praja 1 , Iman Saefulloh 2 , Agus Pramono 3
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 13 No. 2 (2020) 56-63
yang  mengacu  berdasarkan  tingkatan  kandungan karbon  itu  terhadap  berat  besi  pada  baja  tersebut [5].
2.2. Perlakuan panas (heat treatment)
Perlakuan  panas  atau heat  treatment adalah  salah satu proses untuk mengubah struktur logam dengan jalan  memanaskan  spesimen  pada  furnance  pada temperatur  rekristalisasi  selama  periode  waktu tertentu kemudian didinginkan pada media pendingin  udara, air, air  garam,  oli  dan  solar  yang masing-masing  mempunyai  kerapatan  pendinginan yang  berbeda-beda.  Perlakuan  panas  merupakan proses  kombinasi  antara  proses  pemanasan  atau pendinginan  dari  suatu  logam  atau  paduannya dalam  keadaan.  Akibat  proses  perlakuan  panas  ini maka  akan  terjadi  perubahan  mikrostruktur  pada logam padat untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu [6].  Perlakuan  panas  mempunyai  tujuan  untuk meningkatkan keuletan, kehilangan  tegangan internal,  menghaluskan  ukuran  butir  Kristal  dan meningkatkan kekerasan atau tegangan tarik logam. Beberapa  factor  yang  dapat  mempengaruhi perlakuan panas yaitu suhu pemanasan, waktu yang diperlukan pada suhu pemanasan, laju pendinginan dan lingkungan atmosfir [7].
Proses  perlakuan  panas  terdiri  dari  beberapa tahapan,  dimulai  dari  proses  pemanasan  bahan hingga  pada  suhu  tertentu  dan  selanjutnya didinginkan  juga  dengan  cara tertentu.  Tujuan dari perlakuan  panas  adalah  mendapatkan  sifat-sifat mekanik  yang  lebih  baik  dan  sesuai  dengan  yang diinginkan  seperti  meningkatkan  kekuatan  dan kekerasan,  mengurangi  tegangan,  melunakkan, mengembalikan  pada  kondisi  normal  akibat pengaruh  pada  pengerjaan  sebelumnya,  dan menghaluskan butir Kristal yang akan berpengaruh pada  pengerjaan  sebelumnya,  dan  menghaluskan butir  Kristal  yang akan  berpengaruh  pada  keuletan suatu bahan [8].

## 2.3. Spheroidizing Annealing
Soft annealing atau Spheroidizing annealing adalah proses  annealing  pada  temperatur  sedikit  dibawah atau  sedikit  diatas  temperatur 𝐴 1 ,  yang selanjutnya dilakukan pendinginan lambat. Struktur mikro  baja  sebelum  dilakukan  spheroidizing annealing  ferit-perlit  ( hypoeutectoid  steel), perlit (eutectoid steel), atau sementit-perlit (hypereutectoid  steel).  Tujuan  dari  spheroidizing annealing  ini  adalah  untuk  menghasilkan  struktur lunak  dengan  mengubah  semua  konstituen  yang keras  seperti  perlit,  bainit,  dan martensit  (terutama pada  baja  dengan  kandungan  karbonnya  di  atas 0,5%  dan  pada  tool  steel)  menjadi  struktur
spheroidized  carbide pada  matriks  ferit.  Struktur lunak  seperti  ini  dibutuhkan  untuk  machinability yang  baik  dan  untuk  semua  proses cold  working termasuk  deformasi  plastis  meningkatkan cold formability .  Sedangkan  proses cold  working kekuatan  dan  kekerasan  material  harus  serendah mungkin,  untuk machinability yang  baik mediums strength atau nilai hardness diperlukan [9].
Laju spheroidization dipengaruhi  oleh  struktur awal.  Semakin  halus  perlit,  semakin  cepat  proses spheroidisasi  tercapai.  Struktur  martensit  sangat baik  untuk  dilakukan  proses spheroidization. Perlakuan ini biasanya diterapkan pada baja karbon tinggi (0,60% karbon dan lebih) [10].
Gambar 1. Kisaran Suhu yang Disarankan Untuk Perlakuan Panas Baja Karbon Biasa (Digges, 1960)

## 2.4. Cyclic Spheroidizing Annealing
Spheroidizing  annealing  konvesional  pada  baja membutuhkan  waktu  yang  sangat  lama  untuk menyelesaikan prosesnya. Upaya awal spheroidizing yang  melibatkan  waktu  tahan  yang lama (72-100 jam) tepat di bawah suhu kritis yang lebih  rendah  (A1)  diterapkan  pada  baja  karbon sehingga  dapat  memecah  sementit lamellar menjadi  sementit spheroid sementit. Spheroidizing annealing memberikan  keuletan  yang  lebih  baik, meskipun mengorbankan sebagian kekuatan, dengan  struktur  mikro  yang  terdiri  dari spheroid sementit  dalam  matriks  α- ferrite. Namun, pengurangan  kekuatan  dan  kinetika  yang  lamban adalah  dua  masalah  utama  yang  terkait  dengan perlakuan  panas  dengan spheroidizing  annealing konvensional. Untuk mempercepat proses spheroidizing, maka  dilakukanlah  suatu  metode dengan  metode cyclic  spheroidizing  annealing [11].
Cyclic  heat  treatment yang  melibatkan thermal cycling berulang di sekitar suhu kritis telah terbukti menyebabkan  banyak  perubahan  mikrostruktur baru,  sehingga  memberikan  sifat  mekanik  yang
Rhaka Qudzsy Wening Praja 1 , Iman Saefulloh 2 , Agus Pramono 3
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 13 No. 2 (2020) 56-63
ditingkatkan  dalam  baja.  Metode cyclic ini  dapat mempercepat  proses spheroidizing  annealing . Dalam  proses  perlakuan  panas  ini,  setiap  siklus terdiri dari waktu tahan dengan durasi yang pendek (6  menit)  di  daerah fully  austentic (menghasilkan incomplete austenitization ) diikuti dengan pendinginan  ke  suhu  kamar  dengan  media  udara bertekanan  6°C/s.  Semakin  meningkatnya  jumlah siklus,  volume  ferit  meningkat,  sedangkan  perlit menurut. Sementara itu, proporsi sementit spheroidized meningkat, sehingga kekuatannya pun meningkat [1]. Melalui cyclic  spheroidizing  annealing, proses spheroidizing akan lebih cepat tanpa deformasi dan menghasilkan  sementit  yang  berbentuk globular setelah  beberapa  kali  dilakukan cyclic. Pengaruh pembalikan  temperatur non-equilibrium selama proses cyclic  spheroidizing  annealing dijelaskan sebagai faktor utama penyebab eksitasi atom-atom, dengan  demikian  mengurangi  energi  aktivasi sehingga  meningkatkan  proses  kinetika  yang menyebabkan  proses  perlakuan  panas cyclic spheroidizing annealing ini menjadi semakin cepat bila  dibandingkan  dengan spheroidizing  annealing konvensional [11].
Sementit lamellar akan  pecah  menjadi  partikel sementit spherical .  Kekuatan  pendorong  untuk pembentukan partikel spherical adalah pengurangan  energi  permukaan  yang  disebabkan oleh  permukaan  rasio  luas  permukaan  antarmuka dengan  satuan  volume  antara  ferit  dan  sementit. Total luas permukaan antarmuka dapat diminimalkan dengan menumbuhkan atau menggabungkan  partikel-partikel  sementit  kecil selama  proses spheroidizing, bahwa  ketika  jumlah cyclic  heat  treatment meningkat,  maka  fraksi sementit spheroid akan meningkat [12].
Sebagian  besar  dari  semua  aktivitas spheroidizing dilakukan  untuk  meningkatkan cold  formability baja.  Struktur  mikro  sementit  yang spheroid didinginkan untuk cold forming karena menurunkan flow  stress material. Flow  stress ditentukan  oleh  proporsi  dan  distribusi  ferit  dan karbida.  Kekuatan  ferit  tergantung  pada  ukuran butir  dan  laju  pendinginan.  Karbida  sebagai lamellar dalam  perlit  atau spheroid sangat mempengaruhi  sifat  mampu  bentuk  baja.  Persen spheroidization, jumlah spheroid di  area  tertentu, dan  ukuran spheroid semuanya  memainkan  peran utama  dalam  sifat  mekanik.  Secara  umum,  lebih kecil  dan lebih  tersebarnya spheroid secara merata dalam  matriks  menghasilkan  sifat  mekanik  yang lebih baik [13]. Baja  Karbon  Rendah  JIS  G3302  SGC  400 dilakukan  proses cyclic  spheroidizing dengan penahanan  temperatur  pada  625°C  dengan  waktu tahan  tiap  siklusnya  selama  6  menit  dengan
pendinginan  media  udara  bertekanan  seperti  yang dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Kurva Cyclic Heat Treatment [12]

## 2.5. Media Holding
Holding  time  dilakukan  untuk  mendapatkan kekerasan maksimum dari suatu bahan pada proses hardening  dengan  menahan  pada  temperature pengerasan  untuk  memperoleh  pemanasan  yang homogeny  sehingga  struktur  austenitnya  homogen atau  terjadi  kelarutan  karbida  ke  dalam  austenite, difusi  karbon  dan  unsur  paduannya.  Pedoman untuk  menentukan  holding  time  dari  baja  karbon rendah  yang  mengandung  karbida  yang  mudah larut,  diperlukan  holding  time  yang  singkat  antara 5-15 menit setelah mencapai temperature pemanasannya dianggap sudah memadai [6].
2.6. Variabel Penelitian
1. Variabel bebas pada penelitian ini yaitu: a)    Temperatur  yang  digunakan  adalah 575°C, 625°C, dan 675°C
b)    Menggunakan  waktu  penahanan  4 menit, 6 menit, dan 8 menit
2. Variabel  terikat  pada  penelitian ini adalah Baja Karbon Rendah JIS G3302 SGC 400, 0,11% C

## 2.7. Preparasi Sampel
Proses  preparasi  sampel  baja  canai  dingin  karbon rendah  JIS  G3302  SGC  400  Sampel  dipotong dengan  ukuran  Panjang  230  mm  x  30  mm  dan ketebalan 1,5 mm, dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Gambar contoh baja canai dingin
Rhaka Qudzsy Wening Praja 1 , Iman Saefulloh 2 , Agus Pramono 3
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 13 No. 2 (2020) 56-63

## 2.8. Analisa Data
Pekerjaan  diawali  dengan  proses  spheroidizing sampel  dipanaskan  dalam  muffle  furnance  pada temperatur  575 ° C,  625 ° C,  675 ° C  dengan  waktu penahanan  awal  30  menit  lalu  dilakukan  metode siklik yaitu pengulangan selama proses pemanasan yang bertujuan untuk menyingkat waktu. Pemanasan  dengan  3  kali  siklik  selama 4  menit,  6 menit,  dan  8  menit.  Pada  saat  siklik  sampel dilakukan pendinginan dengan metode pendinginan Blower  2800  rpm.  Kemudian  didinginkan  sampai temperatur kamar. Selanjutnya, dilakukan pengujian  Tarik,  Kekerasan,  SEM  (Scanning Electron  Microscope),  dan  EDS  (  Energy Dispersive X-RAY).
3. Hasil dan Pembahasan
3.1.  Hasil Uji Tarik
Gambar 4. Grafik Hasil Uji Tarik
Dari  Grafik  4  tersebut,  diketahui  bahwa  nilai  kuat tarik  pada  temperatur  625°C  pada  6  menit  adalah yang tertinggi yang di dengan nilai tensile strength, yield  strength,  dan  elongasi  sebesar  540,  494,  dan 18. Namun mengalami penurunan pada temperatur, 625°C  pada  8  menit  dikarenakan  semakin  lama waktu  penahanan  akan  mengakibatkan  penurunan pada baja karbon di setiap temperaturnya [12].
3.2.  Hasil Uji Kekerasan
Gambar 5. Grafik Hasil Uji Kekerasan
Dari  data  grafik  pada  Gambar    dapat  5  dilihat bahwa  nilai  kekerasan  yang  paling  tinggi  pada temperatur  575°C  4  menit  sebesar  142  HV,  dan data  yang  paling  rendah  didapat  pada  temperatur 575°C  8  menit  sebesar  126  HV,  kemudian  pada temperatur  yang  paling  tinggi pada  625°C  6  menit sebesar  223  HV,  dan  yang  paling  rendah  didapat pada  temperatur  625°C  8  menit  sebesar  218  HV, lalu pada temperatur yang paling tinggi pada 675°C 4 menit sebesar 125 HV, dan yang paling rendah di dapat  pada  temperatur  675°C  8  menit  sebesar  115 HV.  Itu  dikarenakan  pada  waktu holding yang semakin  lama  dan  faktor  pendinginan  akan membuat  nilai  kekerasan  menjadi  turun  di  setiap temperaturnya [14].

## Gambar 6. Grafik Hubungan Kuat uji tarik dan Hubungan Kekerasan
Dari hasil  grafik hubungan  uji tarik  dan hubungan kekerasan dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi tensile  strength,  yield  strength, dan  elongasi semakin tinggi juga nilai kekerasannnya.

## 3.3.  Hasil Pengujian SEM
Morfologi  Mikrostruktur  Pada  Pemanasan 575 °C
Rhaka Qudzsy Wening Praja 1 , Iman Saefulloh 2 , Agus Pramono 3
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 13 No. 2 (2020) 56-63
Gambar 7. Hasil Uji SEM Perbesaran 2000x pada temperatur 575°C dengan waktu penahanan 4 menit, 6 menit, 8 menit.
Pada Gambar 7 memperlihatkan mikrostruktur baja karbon  rendah  setelah  perlakuan  panas  pada temperatur 575°C kemudian diberi waktu penahanan  awal  30  menit,  lalu  didinginkan menggunakan  media  blower,  lalu  diberikan  waktu penahanan  4,  6,  8  menit.  Dapat  ditarik  analogi bahwa  jika  temperatur  naik,  kemungkinan  ferrit yang  terbentuk  pada  batas  butir  jauh  lebih  besar terjadi pada waktu penahanan 4 menit, pada waktu penahanan  4  menit  dengan  proses  pendinginan blower,  ferrit  yang  terbentuk  pada  batas  butir tampaknya  berkembang  baik  pada  batas  butir maupun dalam butir.

## Morfologi  Mikrostruktur  Pada  Pemanasan
625 °C
Gambar 8. Hasil Uji SEM Perbesaran 2000x pada temperatur 625°C dengan waktu penahanan 4 menit, 6 menit, 8 menit.
Pada  gambar  8.  dijelaskan  bahwa  pada  rentang temperatur  575°C-  625°C  tersebut  terbentuk struktur mikro fasa pearlit. Pearlit adalah campuran khusus terdiri dari dua fasa dan terbentuk cementit dan  ferit  yang  memiliki  transformasi  fasa  stabil yaitu ferrit dan karbida. Kedua fasa baru α + Fe3 C bernukleasi  pada  batas  butir  dan  tumbuh  secara serentak dalam butir. Karbon memisah meninggalkan  ferrit  dan  berkonsentrasi  dalam karbida.  Pada  temperatur  625  waktu  penahanan  6 menit pearlit terlihat terbentuk secara sempurna.
Morfologi  Mikrostruktur  Pada  Pemanasan 675 °C
Rhaka Qudzsy Wening Praja 1 , Iman Saefulloh 2 , Agus Pramono 3
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 13 No. 2 (2020) 56-63
Gambar 9. Hasil Uji SEM Perbesaran 2000x pada temperatur 675°C dengan waktu penahanan 4 menit, 6 menit, 8 menit.
Gambar  9  memperlihatkan  mikrostruktur  baja karbon rendah JIS SGC 400 dipanaskan temperatur 675°C  dengan  waktu  penahanan  4,  6,  dan  8  menit kemudian diberikan pendinginan blower, terbentuk fasa  pearlit,  ferrit,  dan  cementit  yang  terbentuk sempurna.  Seiring  dengan  peningkatan  temperatur dan waktu tahan formasi pembentukan pearlit akan semakin halus.
Berdasarkan  literatur  dari  A.  Saha,  2012,  laju pendinginan  semakin  cepat  pada  setelah  perlakuan panas  spheroidizing  dengan  metode  cyclic,  lamel sementit berubah menjadi bentuk spheroid globular yang  membesar  ukurannya  karena  pengaruh tingginya temperatur yang terletak pada perlit dapat dilihat pada gambar 4.6 yang merupakan hasil dari pengujian  struktur  mikro  SEM  dengan  perbesaran 2000x.

## Hasil Pengujian EDS
Gambar 10. Hasil uji EDS setelah pemanasan 575°C
Gambar 11. Hasil uji EDS setelah pemanasan 625°C
Gambar 12. Hasil uji EDS setelah pemanasan 675°C
Berdasarkan  hasil  perhitungan  EDS  pada  Gambar 10,  persentasi  unsur  terbesar  adalah  Fe  sebanyak 81,3  %,  karena  unsur  utama  dari  baja  merupakan FE,  kemudian  O  dengan  persentasi  sebanyak  31,3 % selanjutnya C dengan persentasi sebanyak 5,3 %, (karena  unsur  pendukung  dari  baja  ini  adalah  FE dan  C),  Sementit  adalah  senyawa  keras,  getas  dan berkekuatan  rendah.  Karbida  besi  mempunyai komposisi kimia menjadi 𝐹𝑒 3 C.

## 4 Kesimpulan
Berdasarkan  pengujian  yang  sudah  dilakukan didapat  nilai  yang  bervariatif.  Untuk  nilai pengujian  uji  tarik  yang  mendekati  standar  adalah temperatur  625°C  6  menit,  tensile  strength  540, yield  strength 494 , dan  elongasi  18%.  Nilai  uji kekerasan  terbesar  didapat  pada  625°C  6  menit dengan  223  Mpa.  Didapat  temperatur  terbaik adalah pada sampel 625°C 6 menit.
Dari  pengujian  yang  sudah  dilakukan  pada  baja karbon  rendah  JIS  3302  SGC  400  bahwa  semakin lama waktu penahanan dan pendinginan akan dapat mengalami penurunan kekerasan pada baja.
Berdasarkan  Uji  SEM  EDS  didapat  pada  gambar yang  lebih  banyak  berbentuk  spheroid  adalah 625°C  6  menit  dengan  ukuran  butir 1.1987. Dan pada uji EDS yang mempunyai banyak kandungan pada  temperature  675°C  4  menit  pada  karbon  5,8 dan besi 81,3.
Rhaka Qudzsy Wening Praja 1 , Iman Saefulloh 2 , Agus Pramono 3
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 13 No. 2 (2020) 56-63

## 5 Ucapan Terimakasih
Penulis  mengucapkan  terimakasih  kepada  Bapak Iman Saefulloh, ST .,M. Eng. Sebagai pembimbing 1 dan Dr. Tech Agus Pramono, ST ., MT. Sebagai pembimbing  2,  dan  untuk  Ibu  Dr.  Dra.  Hj.  Rina Lusiani,  MT.  Sebagai  Penguji  1  dan  Ibu  Shofiatul Ula, M.Eng, sebagai Penguji 2 yang terlibat dalam penelitian  ini  sehingga  Alhamdhulillah artikel  bisa terselesaikan  dengan  baik  dan  tak  lupa  saya ucapkan  terima  kasih  juga  kepada  dosen  Teknik Mesin,  Fakultas  Teknik  dan  pihak  institusi Universitas  Sultan  Ageng  Tirtayasa  atas  fasilitas yang telah diberikan.

## Daftar Rujukan
[1] Soma Maji, Amir Raza Subhani, Bijay Kumar Show, and  Joydeep  Maity,  2017,  Effect  of  cooling  rate  on microstructure and mechanical properties of eutectoid  steel  under  cyclic  heat  treatment, Journal of materials engineering and performance .
[2] Shakti  Mishra,  Alok  Mishra,  Bijay  Kumar  Show, Joydeep Maity, 2017,  Simultaneous  enhancement of ductility  and  strength  in  AISI  1080  steel  through  a typical cyclic heat treatment, West Bengal, India
[3] Atanu Saha, Dipak Kumar Mondal, Koushik Biswas, Joydeep  Maity,  2012,  Microstructural  modifications and  changes  in  mechanical  properties  during  cyclic heat  treatment  of  0,16%  carbon  steel,  West  Bengal,
India
[4] A.  Karmakar,  M.  Ghosh,  D.  Chakrabarti,    2013, Cold-rolling  and  inter-critical  annealing  of  low- carbon  steel:  Effect  of  initial  microstructure  and heating-rate, Jharkhand, India
[5] Atanu  Saha,  Dipak  Kumar  Mondal,  Joydeep  Maity, 2010,  An  alternate  approach  to  accelerated spheroidization in  steel by  cyclic annealing, Journal of materials engineering and performance
[6] Akbari,  E.  Taheri,  K.  K,  Taheri,  A.  K,  2018,  The effect  of  prestrain  temperature  on  kinetics  of  static recrystallization, microstructure evolution, and mechanical properties of low carbon steel, journal of materials engineering and performance, 27(5), 2049- 2059.
[7] ASTM International, 2013, ASTM E112-13, Standard test methods for determining average grain size.
[8] Thelning,  Karl-Erik,  2013, Steel  and  its  heat treatment, Butterworth-heinemann
[9] Totten.  George  E,  2006, Steel  heat  treatment handbook, CRC press
[10] Dieter.  G.E,  1997,  ASM  handbook, Materials selection and design volume 20, ASM international
[11] Fu,  B.  G,  Li,  Z.  Q,  Zhao,  X.  B.  Shen,  Z,  Li,  G.  L,
Liu, J. H, 2016, Formation mechanism of spheroidal carbide  in  ultra-low  carbon  ductile  cast  iron,  China foundry, 13(5), 346-351
[12] Japanese Industrial Standard, 2010, Ferrous materials and  metallurgy  II, Japanese  Standard  Association,
Tokyo
[13] Japanese  Industrial  Standard,  Z  2201,  1998, Test pieces  for  tensile  test  for  metallic  materials, Japanese Standard Association, Tokyo
[14] Japanese  Industrial  Standard,  Z  2244,  2003, Vickers hardness  test-  test  method,  Japanese  Standard Association, Tokyo