## ANALIS A  KETAHANAN  KEKERAS AN  ANTARA  TABUNG  GAS  ELPIJI BES AR DAN TABUNG GAS  ELPIJI  KECIL
Rita Djunaidi*
*Dosen Program  Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas IBA. Em ail : ritadjunaidi@iba.ac.id

## ABSTRAK
Baja  karbon  rendah  dan  aluminium  banyak  digunakan  didalam  industri  dan  keperluan  sehari  –  hari.Hal ini  karena  sifat  dari  logam  –  logam  tersebut  mempunyai  sifat fisik dan mekanik relatif baik. Baja karbon yang  mempunyai  sifat  keuletan  dan  kekuatan  yang  baik  karena  kandungan  karbon  yang  dimiliki  relatif rendah  salah  satunya  adalah  baja  tipe  JIS  G  4051  S  22 C yang digunakan untuk pembuatan tabung baja LPG.  Jenis  baja  ini  dapat  ditingkatkan  kekuatan  dan  kekerasannya  dengan  proses  perlakuan  panas pengerasan  (hardening)  pada  suhu  900°C  ditahan  dalam  waktu  15  menit,  diikuti  dengan  proses pendinginan  di dalam air, selanjutnya diikuti dengan proses penemparan pada suhu 200°C ditahan selama 15 menit. Paduan aluminium, dilakukan proses  Solution Heat Treatment pada 545°C selama  45 menit lalu pencelupan  dan  terakhir  penuaian  buatan  pada  160°C  selama  120  menit.  Kekerasan  tabung  Aluminium sebelum  perlakuan  panas  bagian  atas,  tengah  dan  bawah    adalah  :  70,  71  dan  72  HV  dan  sesudah perlakuan  panas  bagian  atas,  tengah  dan  bawah adalah : 264, 73 dan 72 mempunyai nilai kekerasan yang hampir  sama.  Kekerasan  tabung  baja  karbon  rendah  sebelum  perlakuan  panas  pada  bagian  atas,  tengah dan  bawah    adalah : 167, 152 dan 150 HV. Sesudah perlakuan panas kekerasan menjadi naik pada tabung bagian atas, tengah dan bawah masing – masing adalah : 436, 345, dan 344 HV.
Kata kunci : perlakuan panas, Solution Heat Treatment, Pemuaian Buatan

## 1. PENDAHULUAN

## 1.1. Latar Belakang Penelitian
Dalam  pengembangan  aplikasinya,  logam  paduan  aluminium  dan  baja  karbon  rendah ternyata banyak digunakan sebagai bahan pembuat tabung gas elpiji yang biasa dipakai sehari – hari dalam rumah tangga.Hal itu dimungkinkan oleh karena sifat – sifat paduan aluminium yang ringan, kekerasan yang cukup tinggi dan sifat mekanis yang cukup baik serta mudah dibentuk, demikian pula dengan baja karbon rendah yang memiliki kekuatan dan kekerasan yang baik.
Sebagai  bahan pembuat tabung gas, kekerasan yang memadai menjadi salah satu hal yang penting karena pada prateknya tabung gas sering mengalami kondisi dimana material tersebut harus  memiliki  kekerasan  yang  cukup  sehingga  layak  dipakai,  terutama  pada  saat  distribusi tabung  –  tabung  gas  melalui transportasi laut keberbagai tempat yang jauh sehingga tabung – tabung tersebut sering terkena percikan air laut, benturan atau gesekan baik itu dengan sesama tabung gas maupun dengan material lain selama perjalanan.
Berdasarkan  kondisi  –  kondisi  tersebut  perlu  dilakukan  suatu  penelitian  mengenai  sifat kekerasan dari tabung gas  yang terbuat dari paduan aluminium karbon rendah yang mengalami proses perlakuan panas.
1.2. T ujuan Penelitian
T ujuan penelitian  ini adalah untuk mempelajari pengaruh perlakuan panas terhadap sifat kekerasan pada tabung gas yang terbuat dari paduan aluminium dan baja karbon rendah.
1.3. Ruang Lingkup Penelitian
1.3.1. Bahan Yang Digunakan :
A. Paduan Aluminium
Media celup : Air pada temperature kamar Proses perlakuan panas :
• Laku panas pelarutan dengan temperature 545°C selama 45 menit
• Pencelupan dengan air pada temperatur kamar
• Penuaian buatan pada temperatur 160°C selama 120 menit
B. Baja Karbon Rendah
Proses perlakuan panas :
• Metode perlakuan panas pengerasan (hardening) dengan temperature austenisasi 900°C waktu tahan 15 menit. Diikuti dengan proses dengan penemperan dengan suhu 200°C waktu tahan 15 menit.
• Media pendingin (quenching)
Sebagai  media pendingin adalah air dengan suhu  awal 28°C.
1.3.2 Metode Pengujian
Paduan aluminium sebelum dan sesudah perlakuan panas dilakukan pengujian :
• Kekerasan (standart AST M E – 92 )

## 2. TINJAUAN  PUSTAKA

## 2.1. Aluminium dan Paduannya
Aluminium  dan  paduan  logam  ringan  yang  memiliki  penghantar  panas  dan listrik yang cukup  baik  serta  memiliki  kekuatan  dan  kekerasan  yang  cukup  tinggi.  Pemakaian  logam aluminium  dan  paduannya  dijumpai  secara  luas  dalam berbagai bidang seperti : kimia, listrik, bangunan, transportasi dan rumah tangga.
Logam paduan aluminium secara umum dapat dikasifikasikan dalam 3 (tiga) cara. Pertama, berdasarkan  pembuatannya  diklasifikasikan  atas  paduan  aluminium  cord  dan  tempa.  Kedua, berdasarkan perlakuan panasnya diaksifikasikan atas paduan yang dapat diperlaku – panaskan (Heat treable alloy) dan yang tidak (Not Heat treable alloy), serta yang ketiga berdasarkan unsur – unsur paduan yang dikandungkannya dikasifikasikan atas beberapa nomor seri.
Logam paduan aluminium yang dapat dilaku – panaskan adalah paduan yang kekuatannya dapat ditingkatkan dengan proses pengerjaan dingin saja. 5) Peningkatan kekuatan dari paduan AI akibat perlakuan panas terjadi karena adanya fenomena pengendapan halus (fine dispersion). Fasa kedua dalam matriks, dimana endapan tersebut bertindak sebagai penghalang bagi gerakan dislokasi. 6)
Paduan  –  paduan  yang  termasuk kedalam kelompok dapat dilaku – panaskan antara lain adalah : paduan AI – Cu,  paduan AI – MG – SI dan paduan AI – Zn. Sementara kelompok yang tidak dapat dilaku – panaskan antara lain adalah paduan AI – Mn, paduan AI – Si dan paduan AI – mg.

## 2.2. Pengaruh Unsur Paduan Pada Baja
Baja  adalah  logam  yang  tidak  seluruhnya  terdiri dari unsur besi, namun terdapat unsur – unsur  pemadu.Fungsi  unsur  paduan  memegang  peranan  penting  yang  dapat  menetukan sifat mekanis  dan  fisik  dari  baja  tersebut.  Berikut  akan  dijelaskan  beberapa  pengaruh  dari  unsur peduan terhadap sifat baja (Davis, 1991).
• Karbon
Jumlah karbon dibutuhkan didalam baja didasarkan oleh tipe baja yang dibuat.Unsur karbon adalah  unsur  yang  dapat  menyebabkan  peristiwa  segregasi  pada  baja.Dan  segregasi  yang
ditimbulkan  lebih  besar  pengaruhnya  dibandingkan  unsur  –  unsur  lainnya.  Kandungan karbon ini sangat berpengaruh pada proses pengerasan (hardening). Apabila kadar karbon meningkat,  maka  kekuatan  tarik dan kekerasan akan meningkatkan, sebaliknya keuletan (ductility) dan sifat mampu lasnya (weldability) akan menurun.
• Mangan Mangan  kurang  berpengaruh  pada  proses  segregasi  dibandingkan  unsur  –  unsur  lainnya.
Mangan berguna untuk menentukan kualitas permukaan di semua jenis baja karbon. Apabila kadar  Mn  meningkat  maka  keuletan  (ductility)  dan  sifat  mampu  las  (weldability)  akan menurun, sedangkan kekerasan meningkat.
• Phospor
Unsur  ini  dapat  menyebabkan  segregasi,  namun  tidak  sebesar  unsur  karbon  dan  sulfur. Peningkatan  kadar  phosphor  dapat  meningkatkan  kekuatan  (strength)  dan  kekerasan sebaliknya menurunkan keuletan dan ketanguhan (toughtness).
• Sulfur
Peningkatan  sulfur  akan menurunkan sifat keuletan pada arah transfersal dan ketanguhan (toughtness)  akibat  beban  impak  dan  hanya sedikit pengaruhnya pada sifat mekanis pada arah  longitudinal.  Meningkatnya  kadar  sulfur  akan  menurunkan  sifat  mampu las, namun kehadiran sulfur dapat meningkatkan sifat mampu permesinan (m achinability). Dan sulfur adalah unsur yang menyebabkan segregasi terbesar.
• Silikon
Dapat  digunakan  sebagai  deoxsidizer  jumlah  silikon  selalu dihubungkan dengan jenis baja. Pada  baja  rim m ed  dan  capped  steel  jumlah  Si lebih sedikit, pada sem ikilled steel terdapat cukup  kadar  silikon  cukup  didalamnya,  sedangkan  pada  killed  carbon  steel  mengandung silikon sekitar 0,6%.
• Khromium
Penambahan  kadar  Cr  dalam  baja  berfungsi  untuk  meningkatkan  ketahanan  korosi, peningkatan  kekerasan,  peningkatan  kekuatan pada temperature tinggi, dan peningkatan katehanan  aus.  Khromium  dapat  membentuk  senyawa  karbida  yang  sangat  kuat.  Dalam proses  pengerasan  Cr  dipadukan  dengan  unsur  pembentuk  ketanguhan  seperti  Ni  untuk meningkatkan sifat mekanik yang baik.
• Nikel
Digunakan  sebagai  unsur  paduan  dalam  baja  konstruksi  sebagai  kekuatan  fasa  perlit.Ni adalah  unsur  penstabil  fasa  ferit  yang tidak membentuk senyawa karbida.Sehingga jumlah tidak  berubah  dalam larutan fasa ferit.Dan dapat meningkatkan kekuatan dan ketanguhan fasa ferit.
2.3. Proses Perlakuan Panas
Prinsip dasar proses perlakuan panas terhadap logam baja adalah proses transformasi dan dekomposisi dari fasa austenit. Sebagai acuan dapat dilihat pada diagram keseimbangan Fe – C (Gambar 2.5).
Jenis  proses  perlakuan  pada  baja  akan  menentukan  sifat  akhir  dari  baja  tersebut.  Ada bermacam  –  macam  proses  perlakuan  panas  yang  dalam  dilakukan  pada  baja  diantaranya  : pelunakan (annealing), pengerasan (hardening), homogenisasi dan normalisasi.
Dalam usaha untuk meningkatkan sifat mekanik dari baja seperti kekerasan, kekuatan dan ketanguhannya  maka proses perlakuan panas yang harus dilakukan adalah proses pengerasan (hardening) dan penemparan.
Dalam proses pengerasan (hardening), kita akan memperoleh sifat kekerasan dan kekuatan bahan yang amat tinggi tetapi sifat keuletan bahan akan menurun, untuk dapat meningkatkan sifat keuletan dari baja tersebut maka setelah proses pengerasan biasanya diikuti dengan proses penemparan agar sifat keuletannya meningkat 14) .
2.4. Proses Pengerasan Baja
Adapun  yang dimaksud dengan proses pengerasan (hardening) adalah proses pemanasan baja diatas temperatur kritis untuk memperoleh struktur austenite yang homogeny pada seluruh bagian  baja  tersebut  dan  kemudian  dilakukan  pendinginan  dengan  control  kecepatan pendinginan  yang  tertentu  sehingga  diperoleh  struktur  mikro  yang  sesuai  dan  akan meningkatkan sifat makanik baja sesuai dengan sifat yang diinginkan. 10) .
Struktur  angg  diinginkan  dari  hasil  proses pengerasan ini adalah struktur mantesit, yang mempunyai nilai kekerasan yang sangat tinggi. Dalam proses pengerasan baja yang harus benar –  benar  diperhatikan  adalah  larutnya  seluruh  fasa  menjadi  fasa  austenite  yang  cukup  untuk menjamin tercapainya proses pengerasan setelah proses celup dingin (quenching). Dan ukuran besar butir secara keseluruhan harus minimum agar tetap diperoleh sifat ketangguhan yang baik.
Larutan  karbida  yang  dapat  larut  dalam  fasa  austenit  adalah  proporsional  dengan temperature austenit, dalam artian dengan meningkatnya temperatur maka kelarutan karbida. Jika temperatur pengerasan ditingkatkan akan berpengaruh pada ukuran butir (grainseze) dan jumah  austenit  sisa  (retainet  austenite).  Ukuran  butor  dalam  baja  akan  meningkat  seiring dengan meningkatnya temperatur pemanasan pada saat proses pengerasan, diatas temperature kritis  bahan.  Meningkatnya  ukuran  butir  (grain  growth)  dari  austenit pada baja akan terjadi setelah  larutan  karbida  cukup  terlarut.  Hal  ini  berhubungan  juga  dengan  lamanya  waktu penahanan pada temperatur proses pengerasan seperti terlihat pada gambar 2.6.
2.4.1 Waktu T ahan T emperatur Pengerasan (Holding Tim e)
Pada  saat  baja  telah  mencapai  temperature  pengerasan  dimana dalam memberikan fasa austenite, maka diperlukan waktu penahan untuk memastikan seluruh bagian baja tersebut telah berubah  menjadi  fasa  austenit.Lamanya  waktu penahanan tergantung pada tingkat kelarutan karbida dan ukuran butir yang diinginkan. Jumlah karnida berbeda  – beda untuk tiap – tiap jenis baja, sehingga waktu penahanan juga tergantung pada jenis baja tersebut.
Selain itu, waktu penahanan juga tergantung pada kecepatan pemanasan. Jika mengunakan kecepatan pemanasan yang sangat lambat, baja hypoeutektoid akan sempurna membentuk fasa austenit  segera  setelah  diatas  garis  A 3 oleh  karena  itu  tidak  diperlukan  waktu  penahanan. Namun  jika  kecepatan  pemanasan  relatif  cepat,  maka  diperlukan  waktu  penahanan  untuk menjamin kesamaan temperatur dan kelarutan karbida 14) .
2.4.2. Proses Penemperan Baja
Proses temper adalah suatu proses pemanasan baja berstruktur martensit mulai temperatur 160°C  sampai  dibawah  temperatur  kritis  (garis  A 1 )  selama  beberapa  lama  lalu  didinginkan secara perlahan.
Materi baja yang mengalami proses pendinginan cepat akan memiliki struktur martensit. T etapi  baja  dengan  martensit  ini  sangat  rapuh  dan  dalam  pembentukan  martensit  ini selalu dihasilkan tegangan sisa dalam baja, untuk itu pada setiap proses pengerasan harus diikuti oleh proses  penemperan  untuk  menghilangkan  tegangan  sisa  dalam  baja  serta  sekaligus  dapat meningkatkan sifat keuletan dan ketanguhan baja (Krammer, 1991).
Selama  proses  penemperan,  martensit  dan austensit sisa akan bertransformasi kebentuk produk yang lain. T ransformasi ini tergantung dari temperatur penemperan dan lamanya waktu penahanan. Waktu penemperan adalah berkisar 1 – 2 jam untuk ketebalan tiap 1 inchi (25,4 mm).  Untuk  temperatur  penemperan  sampai  dengan  450°C,  waktu  penemperan  sedikit pengaruhnya pada proses pengerasan baja. Namun untuk pada temperatur penemperan diatas factor waktu sangatlah berpengaruh (lihat gambar 2.1).
Adapun tahap – tahap yang terjadi pada saat proses penemperan adalah sebagai berikut 14) :
• 80°C - 160°C, Pengendapan fasa yang kaya akan karbon yaitu karbida. Dan konsekuensinya terjadi pengurangan karbon didalam martensit sekitar 0,3%.
• 230°C - 280°C, Dekomposisi austensit sisa menjadi bainit atau perlit.
• 160°C  -  400°C,  Pembentukan  dan pertumbuhan sementit (Fe 3 C) dengan mengkorbankan fasa karbida.
• 400°C - 700°C, Pertumbuhan dan Spheroidisasi sementit dilanjutkan.
Proses penemperan umumnya dilakukan pada temperatur yang berbeda – beda dimana hal ini disesuaikan dengan sifat mekanik yang ingin diperoleh. Sifat kekerasan dan ketanguhan pada baja  jenis  ini  yang  dihasilkan  dari  proses  penemperan  adalah  berbanding  terbalik  seperti ditunjukan oleh gambar 2.18.
Gambar 2.18 Hubungan antara temperatur penemperan dengan kekerasan

## 3. METO DE  PENELITIAN

## 3.1. Diagram Alir Penelitian
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian
Sampel Awal Baja Karbon Rendah dan Paduan Aluminium Uji Komposisi Tanpa Perlakuan Panas Dengan Perlakuan Panas Baja Karbon Rendah
- Hardening  T = 900°C
t = 15 menit
- Quenching  T = 25°C
- Tempering T = 200°C
t = 15 menit
Pa Aluminium
- Solution Treatment T= 545°C
- Quenching  T = 25°C - Artificially Aging  T = 160°C t = 120 menit Uji Data Pembahasan Kesimpulan dan Saran Literatur
3.2. Bahan dan Alat Yang Digunakan
3.2.1. Bahan
a. Sampel Paduan Aluminium
b. Baja lunak, Baja karbon rendah
3.2.2. Alat
a. Dapur pemanas jenis Naberherm, made in West Germany dengan karakteristik :
- Model        : n9/c8, dibuat tahun 1988
- Frekwensi : 50 Hz, 2,7 Kw  dan tegangan 220 volt
- T emperatur maksimum yang bisa dicapai : 100° C
- Arus listrik yang digunakan : 12,3 ampere
b. Alat uji kekerasan Vickers type 39505

## 3.3. Langkah Kerja Penelitian
3.3.1. T ahap Persiapan Benda Uji Aluminium dan Baja Karbon Rendah Suatu  lubang  gas  yang  terbuat  dari  paduan  Aluminium  dipotong  untuk  diambil  sebagai sampel pada bagian atas, bagian tengah dan bagian bawah dari tabung gas tersebut. Potongan – potongan tersebut lalu dibentuk menjadi sebuah bentuk sampel persegi panjang dengan ukuran panjang 300 mm, lebar 200 mm dan tebal 4 mm.
Gambar 3.2. Potongan Sampel
3.3.2. T ahap Laku Panas Pelarutan Aluminium
T iga  buah  sampel  yaitu bagian atas, tengah dan bawah dari tabung gas dimasukan kedalam dapur pemanas dan dipanaskan hingga temperature 545°C. Setelah dicapai temperatur tersebut, lalu ditahan selama 45 menit.

## 3.3.3. T ahap Pencelupan
Setelah  45  menit  dipanaskan  didalam  dapur  pada  temperature  545°C,  sampel  –  sampel tersebut kemudian dikeluarkan dan langsung dicelup  kedalam media celup yang berupa air yang berat dari masing – masing sampel hampir sama maka volume dari air untuk tiap – tiap sampel sama yaitu sekitar 20 ml, hal itu dimaksudkan agar didapat kecepatan pendinginan yang sama.
Setelah  sampel  cukup  dingin  dan  temperaturnya  dianggap  sama  dengan  temperatur kamar, maka sampel diangkat dan dipersiapkan untuk tahap penuaian buatan.

## 3.3.4. T ahap Penuaian Buatan Aluminium
Sampel  –  sampel  tersebut  kemudian  kembali  dimasukkan  kedalam  dapur  pemanas  untuk dilakukan penuaian buatan pada temperatur 160°C selama 120 menit.Setelah 120 menit, sampel dikeluarkan dan didinginkan diudara terbuka. 3.3.5. Proses Pengerasan Baja Karbon Rendah Proses pengerasan dilakukan pada temperatur 900°C dengan waktu tahan 15 menit dilakukan dalam dapur muffle. Sebelum  mencapai temperatur pengerasan dilakukan proses pra pemanasan
2 0 0   m m 3 0 0   m m 4   m m
(pregeating) sampai temperature 500°C. Setelah dicapai temperatur pengerasan – pengerasan dilanjutkan  dengan  proses  pendingin  cepat  (quenching)  dengan  media  pendinginan  air (temperatur 28°C).

## 3.3.6. Proses Penemperan Baja Karbon Rendah
Proses  penemperan  dilakukan  dengan  temperatur  200°C  lamanya  waktu  penahanan adalah  15  menit.  Sebelum  mencapai  temperatur  penemperan,  dilakukan  preheating  sampai temperatur 100°C.
3.4. Pengujian Hasil
3.4.1. Pengamatan Struktur Mikro
Pengamatan ini bertujuan untuk melihat jenis dan bentuk struktur mikro yang dimiliki oleh material yang diuji pada tiap – tiap bagian sebelum perlakuan panas maupun setelah perlakuan panas. Proses pengamatan struktur mikro dilakukan dengan mengunakan mikroskop optik.
Proses pelaksanaan pengamatan struktur mikro dilakukan dengan prosedur sebagai berikut :
1. Sampel  diamplas  dengan  tingkat  kekerasan kertas amplas yang berbeda, yaitu 60#, 240#, 400#, 600#, 800#, 100# dan 1200#.
2. Setelah didapat permukaan sampel yang halus dan rata, dilakukan proses pemolesan dengan mengunakan pasta alumina atau paste intan (diamond).
3. Setelah  pemolesan  selesai,  dilakukan  proses  pembersian  yang  dilanjutkan  dengan  proses pengeringan.
4. Sampel dietsa dengan larutan nital 2% fres selama 15 detik sambil diratakan dengan kapas, kemudian dicuci dengan air dan diolesi dengan alkohol, lalu dikeringkan.

## 3.4.2. Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah pengujian kekerasan makro (macro hardness), yaitu dengan mengunakan metode pengujian Vikerrs.Tujuannya adalah untuk mengetahui  besarnya  nilai  kekerasan  pada  permukaan  benda  uji.Metode  pengujian  Vikerss adalah termasuk dalam standar pengujian AST M E – 92.
Nilai kekerasan Vikers merupakan perbandingan antara beban dengan luas permukaan kontak hasil  penjejakan  dengan  indentor  yang  berbentuk  piramida.Luas permukaan yang dihasilkan merupakan  kuadrat  dari  diagonal  rata  –  rata.  Secara  matematis  dapat  dirumuskan  sebagai berikut :
HVN  (kg/mm 2 ) = 1,8544 P / d 2
Dimana :
P : Beban yang diterima permukaan sampel (kg)
d
: Rata – rata diagonal (mm)
Beban  yang  digunakan  pada  metode  Vikers  bervariasi  antara  1  sampai  200  kg.Pada penelitian  ini  digunakan  dengan  beban  294  N  untuk  aluminium  dan  beban  5  kg  untuk baja.Persiapan  sampel  pengujian  adalah  dengan  pengamplasan  dengan  kertas yang memiliki kekasaran  60#  -  600#.  Perjejakan  yang  dilakukan  untuk  pengamatan dibawah mikroskop 5 (lima) jejak.

## 4. HASIL PENELITIAN
4.1. Hasil Pengamatan Struktur Mikro
4.1.1. Aluminium Sebelum  dan Sesudah  Perlakuan Panas
A.1. Struktur Mikro Aluminium bagian atas sebelum perlakuan panas pembesaran 100 X
A.2. Struktur Mikro Aluminium Bagian atas sebelum perlakuan panas pembesaran 500 X
B.1. Struktur Mikro Aluminium Bagian Atas Sesudah Perlakuan Panas Pembesaran 100 x
B.2. Struktur Mikro Aluminium Bagian Atas Sesudah Perlakuan Panas Pembesaran 500 x
66

## C.1. Struktur Mikro Aluminium Bagian T engah Sebelum Perlakuan Panas Pembesaran 100 x
C.2. Struktur Mikro Aluminium Bagian T engah Sebelum Perlakuan Panas Pembesaran 500 x
D.1. Struktur Mikro Aluminium Bagian T engah Sesudah Perlakuan Panas Pembesaran 100 x
D.2. Struktur Mikro Aluminium Bagian T engah Sesudah Perlakuan Panas Pembesaran 500 x

## E.1. Sturktur Mikro Aluminium Bagian Bawah Sebelum Perlakuan Panas Pembesaran100 x
E.2. Struktur Mikro Aluminium Bagian Bawah Sebelum Perlakuan Panas Pembesaran 500 x
F.1. Struktur Mikro Aluminium Bagian Bawah Sesudah Perlakuan Panas Pembesaran 100 x
F.2. Struktur Mikro Aluminium Bagian Bawah  Sesudah  Perlakuan Panas Pembesaran 500 x

## 4.1.2. Baja Karbon Rendah Sebelum  dan Sesudah  Perlakuan Panas
G.1. Struktur Mikro Baja Karbon Rendah Bagian Atas Sebelum Perlakuan Panas Pembesaran 200 x
G.2. Sturktur Mikro Baja Karbon Rendah Bagian Atas Sebelum Perlakuan Panas Pembesaran 500 x
H.1. Struktur Mikro Baja Karbon Rendah Bagian Atas Sesudah Perlakuan Panas Pembesaran 200 x
H.2. Struktur Mikro Baja Karbon Rendah Bagian Atas Sesudah Perlakuan Panas Pembesaran 500 x
I.1. Struktur Mikro Baja Karbon Rendah Bagian T engah Sebelum Perlakuan Panas
Pembesaran 200 x I.2. Struktur Mikro Baja Karbon Rendah Bagian T engah Sebelum Perlakuan Panas
Pembesaran 500 x
J.1. Struktur Mikro Baja Karbon Rendah Bagian T engah Sesudah Perlakuan Panas Pembesaran 200 x
J.2. Struktur Mikro Baja Karbon Rendah Bagian T engah Sesudah Perlakuan Panas Pembesaran 500 x
K.1. Struktur Mikro Baja Karbon Rendah Bagian Bawah Sebelum Perlakuan Panas Pembesaran 200 x
K.2. Struktur Mikro Baja Karbon Rendah Bagian Bawah Sebelum Perlakuan Panas Pembesaran 500 x
L.1. Struktur Mikro Baja Karbon Rendah Bagian bawah Sesudah Perlakuan Panas Pembesaran 200 x
L.2. Struktur Mikro Baja Karbon Rendah Bagian Bawah Sesudah Perlakuan Panas Pembesaran 500 x

## 4.2.   Hasil Pengamatan Uji Kekerasan
T abel 4.1. Hasil Uji Kekerasan Aluminium
No Kekerasan (HV) Bagian Atas Bagian T engah Bagian Bawah Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah 1 72 63 71 75 73 74 2 69 65 72 67 70 73 3 67 65 71 77 72 70 4 71 63 72 75 72 70 5 73 65 70 69 71 72 Rata-rata 70 64 71 73 72 72 T abel 4.2. Hasil Uji Kekerasan Baja Karbon Rendah T ipe JIS G 4051 S 22 C No Kekerasan (HV) Bagian Atas Bagian T engah Bagian Bawah Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah 1 158 432 169 311 151 426 2 175 444 147 344 151 315 3 175 453 148 344 148 269 4 175 426 147 362 148 315 5 156 429 150 364 152 393 Rata-rata 167 436 152 345 150 344

## 5. PEMBAHASAN
5.1. Struktur Mikro dan Kekerasan Aluminium Sebelum  dan Sesudah  Perlakuan Panas
Dari  foto  struktur  mikro  hasil  penelitian  (bab  4)  pada  bagian  atas  tabung  sebelum perlakuan panas (foto A.1 dan A.2) dengan bagian atas tabung sesudah perlakuan panas (foto B.1 dan B.2) terlihat sedikit perubahan yaitu tampak distribusi fasa lebih tidak merata. Hal ini disebabkan  karena  kurang  cukupnya  waktu  dan  temperatur  aging,  sehingga penyebaran atau pembentukan presipitat tidak cukup.Pada bagian tengah tabung sebelum perlakuan panas (foto C.1 dan C.2) dengan bagian  tengah tabung sesudah perlakuan panas (foto D.1 dan D.2) terlihat distribusi  fasa  sesudah  perlakuan panas agak merata. Bagian bawah tabung sebelum perlakuan panas  (foto  E.1 dan E.2) dengan bagian bawah tabung sesudah perlakuan panas (foto F.1 dan F.2)  distribusinya  hamper  sama.  Dari komposisi paduan awal antara magnesium 1,012% dan silikon  1,348%  yang  hamper  seimbang  (berlebih  sedikit  silikon)  maka  dapat  dipastikan presipitat  yang  akan  berbentuk  lebih  banyak  Mg 2 Si  dan  persipitat  lain  dalam  jumlah  kecil seperti (Fe,Mn) 3 SiAl 12 karena kadar mangan 1,105% kadar Fe 0,3583%. Dari data kekerasan yang  ada  tampak  nilai  kekerasan  tidak  mengalami  perubahan  yang  berarti,  baik  sebelum perlakuan panas bagian atas, tengah dan bawah yaitu : 70,71,72 HV ataupun sesudah perlakuan panas yaitu : 64, 73,72 HV. Hal ini ditunjukan oleh foto mikro aluminium sebelum perlakuan panas (foto A1, A2, C1, C2, E1 dan E2) dengan foto mikro sesudah  perlakuan panas (foto B1, B2,  D1,  D2,  F1  dan  F2)  bahwa  distribusi  endapan  hampir  sama.  Pada  gambar 2.2.memperlihatkan fase diagram biner logam A dan B pemanasan yang melewati garis solvus maka  fasa yang terjadi merupakan fasa tunggal a bila didinginkan dengan cepat maka atom – atom B akan terperangkap sehingga disebut super saturatet solid solution bila diberikan waktu atau energi maka atom – atom B akan keluar membentuk presipitat. Waktu yang diberikan bisa natural aging atau artificially aging. Kekerasan dapat dipengaruhi oleh aging, pada natural age atau overaged kekerasan menjadi turun sesuai (gambar 5.1.) dibawah ini.

## Gambar 5.1. Pengaruh Aging pada sifat bahan

## 5.2. Struktur Mikro dan Kekerasan Mild Steel Sebelum  dan Sesudah  Perlakuan Panas
Dari  foto  struktur  mikro  hasil  penelitian  (bab  4)  pada  bagian  atas  tabung  sebelum perlakuan panas (foto G.1 dan G.2) fasa yang terlihat merupakan fasa ferit dan perlit dengan penyebaran  yang  merata,  fasa  ferit  berwarna  agak  terang  pada  batas  butir warna agak gelap adalah  fasa  perlit.  Sedangkan  bagian  atas  tabung  sesudah  perlakuan  panas  (foto  H.1  dan H.2)fasa yang terlihat didominasi Martensit berbentuk jarum berwarna agak gelap dan sejumlah kecil austenit sisa.Pada bagian tengah tabung sebelum perlakuan panas (foto I.1 dan I.2) terlihat fasa  ferit  dan  perlit  secara  merata  sedangkan  bagian  tengah tabung sesudah perlakuan panas (foto J.1 dan J.2) terlihat fasa Martensit. Bagian bawah tabung sebelum perlakuan panas  (foto K.1  dan  K.2)  juga  didominasi  fasa  ferit  dan  perlit,  sedangkan  bagian  bawah  tabung  sesudah perlakuan  panas  (foto  L.1  dan  L.2)  fasa  terlihat  Martensit. Sejumlah kecil austenit sisa dan kemungkinan  berbentuk  bainit.  Jadi  secara  umum  untuk  Mild  Steel  struktur  mikro  sebelum perlakuan panas disetiap bagian relatif sama, bentuk butir dan fasa seragam terdiri dari fasa ferit dan  perlit.  Fasa  ferit  berwarna  agak  terang  lebih  dominan  pada batas butir warna agak gelap adalah fasa perlit.Sifat dari material dengan struktur ini mempunyai ketangguhan yang baik dan kekerasan rendah.
Struktur  mikro  sesudah  perlakuan  panas  dibagian  bawah  tabung  juga  sama  yaitu  fasa didominasi  oleh  fasa  martensit  berwarna  agak gelap dan sejumlah kecil austenit sisa, berbeda dengan  bagian  atas  yang  hampir  seluruhnya  martensit.  Pada  waktu  pelaksanaan  prosedur penelitian  ini  (pemanasan  dalam  dapur)  bagian  atas  ditempatkan  pada  urutan  pertama pengambilan  sampel diikuti oleh bagian tengah dan bawah setelah suhu mencapai suhu 900°C sampel  bagian  atas  yang  pertama  dicelup  kedalam  air  diikuti  bagian  tengah  dan  bawah  ada penurunan  suhu  waktu  pengambilan  smapel  bagian  tengah  dan  bawah.  Jadi  pada  saat  ada penurunan  tersebut,  terjadi  fasa  austenit  yang  bertransformasi  membentuk  fasa  ferit  ketika didinginkan  dengan  cepat  tidak  seluruhnya  fasa  austenite  menjadi  martensit,  sehingga mempengaruhi  kekerasan  yang  terjadi.  Kekerasan  bagian  atas,  tengah  dan  bawah  sebelum perlakuan panas rata – rata adalah : 167, 152, 150 HV dan sesudah perlakuan panas rata – rata adalah  2436,  344,  345  HV.  Dari  data  kekerasan  yang  didapat  menunjukan  bahwa  sesudah perlakuan panas terjadi peningkatan kekerasan karena adanya fasa martensit (foto H1, H2, J1, J2, L1 dan L2) yang mempunyai sifat lebih keras dari fase ferit dan perlit (foto G1, G2, I1, I2, K1 dan K2).

## 6. KESIMPULAN
1.  Kekerasan  tabung  Aluminium  sebelum  perlakuan  panas  bagian  atas,  tengah  dan  bawah adalah  :  70,  71  dan  72  HV  dan  sesudah  perlakuan  panas  bagian  atas,  tengah  dan  bawah adalah : 264, 73 dan 72 mempunyai nilai kekerasan yang hampir sama.
2.  Kekerasan tabung baja karbon rendah sebelum perlakuan panas pada bagian atas, tengah dan bawah  adalah : 167, 152 dan 150 HV. Sesudah  perlakuan panas kekerasan menjadi naik pada tabung bagian atas, tengah dan bawah masing – masing adalah : 436, 345, dan 344 HV.

## DAFTAR  PUSTAKA
Fontana, Mars G, Corrosion Engineering, 3 rd , Mc Graw Hill Book Co, New York 1986.
Metal Handbook Corrosion, 9 th Vol.13, Ed, ASM, Metal Park, Ohio.
Purbaix Marcel,Lectures on Elektrochem ical Corrosion, Plenum Press, New York, 1973.
Wiryo  Sumarto.H,  T .Okumura,  Teknologi  Pengerasan  Logam ,  Cetakan  Ke 4, PT  Pradnya Paramita, Jakarta 1988.
ASM  Speciality Handbook, Alum inium and Aluminium Alloys, ASM International, USA, 1993.
F.Smith,  William,  Priciplis  of  Material  Scines  and  Engineering,  Mc  Graw  Hill  Publishing Company, New York, 1990.
Mondolfo,L.F., Alum inium  Alloys, Structure and Properties, Butterworth, Boston, 1976.
Hatch,J.e., Alum inium  Properties and Physical Metallurgy, ASM, Metal Park, Ohio, 1984.
Americans Society for Metal, Metal Handbook, vol.2, Properties and Selection : Non Ferrous Alloy and Pure Metal, 9th Ed, Metal Park, Ohio 1984.
Guy,A.g.,  Elem ent  of  Physical  Metallurgy,  Addison  –  Wesley  Publishing  Company  Inc, Reading Mass, 1959.