## MENINGKATKAN  MUTU BAJA SUP 9 PADA PEGAS DAUN DENGAN PROSES PERLAKUAN PANAS

## Indra Setiawan, Muhamad Sakti Nur
Universitas Muhammadiyah Jakarta, Jurusan Teknik Mesin

## ABSTRAK
Proses  Heat  Treatmen  yaitu  proses  pemanasan  secara  bertahap  pada  logam dengan  tujuan  merubah  sifat  mekanis  dan  struktur  mikro  dari  logam  tersebut, perlakuan  panas  ini  dilakukan  pada  baja  karbon  medium  dengan  variasi temperature  rekritalisasi  dan  pada  temperature  austenisasi,  pengujian  kekerasan dengan metode Rockwell dan pengamatan metallografi. Tujuan dari pengujian ini adalah  untuk  mengetahui  pengaruh  variasi  temperature,  sebelum  dan  sesudah proses  perlakuan  panas  terhadap  nilai  kekerasaan  dan  pengamatan  metalografi. Pengujian  dilakukan  pada  benda  uji  yang  tidak  mengalami  perlakuan  panas (baru), dan pada benda uji yang mengalami perlakuan panas dengan temperature 850 0 C  dan  penahanan  waktu  selama  30menit,  dengan  media  pendingin  oli,  dan kemudian  benda  tersebut  mengalami  perlakuan  panas  (  tempering)  dengan temperature  480 0 C  dan  penahan  waktu  15  menit  dengan  media  pendinginan  oli. Hasil  dari  penelitian  ini  didapat  nilai  kekerasaan  tertinggi  pada  baja  karbon sedang ( pegas daun bekas) yang mengalami proses perlakuan panas (hardening) pada  temperature  850 0 C  yaitu  45.5  HRc,  sedangkan  nilai  kekerasan  untuk  baja karbon sedang  yang tanpa perlakuan panas (pegas daun baru)  yaitu sebesar 44.7 HRc, jadi kesimpulannya baja (pegas daun bekas) yang sudah bekas pakai dapat di tingkatkan kembali mutunya
Kata kunci : Baja SUP 9, Pegas Daun, Perlakuan Panas, Baja Karbon Medium,

## Mekanis

## 1.PENDAHULUAN
Produk  dengan  menggunakan  bahan  logam  kadang  memerlukan  kekerasan  serta ketahanan  aus  yang  tinggi,  Baja  karbon  sedang  merupakan  material  yang  mempunyai kemampuan  las  keuletan  dan  ketangguhan  yang  baik.Proses  pengerjaan  baja  sangat  tergantung pada proses perlakuan Panas dan media pendingin yang digunakan untuk mendapatkan kualitas produk yang baik,. Produk yang di hasilkan akan memilih sifat mekanis, seperti sifat kekerasan, Oleh karena itu baja yang sudah di bentuk memerlukan proses pemanasan dan pendinginan yang tepat terlebih dahulu, guna mendapatkan sifat mekanis yang diinginkan.Untuk memperoleh kuat tarik yang diinginkan, maka diperlukan  proses pemanasan, waktu penahanan media pendinginan dan  juga  suhu  pemansan  yang  tepat,  serta  melihat  perbandingan  antara  sebelum  dan  sesusah pemanasan  terhadap  sifat  mekanis  dan  struktur  mikro  akibat  pengaruh  perbedaan  temperature pemanasan.Penilitian  yang  dilakukuan  bertujuan  untuk  mengetahui  sifat  mekanis  dan  struktur mikro  akibat  pengaruh  temperatur  pemanasan,  Dengan  perbedaan  temperatur  pemanasan tersebut,  maka  akan    dihasilkan  sifat  mekanis  dan  struktur  mikro  yang  berbeda,  sifat  mekanis yang di maksud adalah kekerasan.

## 2.LANDASAN TEORI 2.1 Definisi Pegas Daun
Dengan sifat pegas yang elastis, pegas berfungsi untuk menerima getaran atau goncangan roda akibat dari kondisi jalan yang dilalui dengan tujuan agar getaran atau goncangan dari roda tidak menyalur ke bodi atau rangka kendaraan, Biasanya shock absorber hanya memiliki seal dan membutuhkan oli untuk bekerjanya, dan rangka asli dari pegas ialah besi elastis. Beberapa tipe pegas yang digunakan pada sistem suspensi :
 Pegas  ulir  ( coil  spring ),  dikenal  juga  dengan  nama  'per  keong',  jenis  yang  digunakan adalah pegas ulir tekan atau pegas ulir untuk menerima beban tekan.
 Pegas  daun  ( leaf  spring ),  umumnya  digunakan  pada  kendaraan  berat  atau  niaga  dengan sistem suspensi dependen.
 Pegas puntir atau dikenal dengan nama pegas batang torsi ( torsion bar spring ), umumnya digunakan pada kendaraan dengan beban tidak terlalu berat.

## 2.2 Pegas Daun
Pegas daun  adalah  suatu komponen  yang banyak di  gunakan pada peralatan kendaraan bermotor sebagai bagian dari sistem suspense, Komponen ini biasanya terdiri dari beberapa pelat datar yang di jepit bersama untuk mendapatkan efisiensi dari daya lenting yang tinggi seperti di tunjukan pada gambar 1

## Gambar 1. Pegas Daun
Tegangan  pegas  daun  (leaf  spring  )  terjadi  pada  ujung  yang  di  jepit,  pegas  daun diharapkan  terdefleksi  secara  teratur  pada  saat  menerima  beban  lunak  (konstanta  pegas  kecil) diperlukan, maka dibuat dengan keadaan memadai.  Adapun  fungsi  pegas  adalah  memberikan gaya,  melunakan  tumbukan  dengan  memanfaatkan  sifat  elastisitas    bahannya,  menyerap  dan menyimpan  energy  dalam  waktu  yang  singkat  dan  mengeluarkan  kembali  dalam  jangka  waktu yang  lama,  serta  mengurangi  getaaran,  Pada  pegas,  gaya  F  (N)  dalam  daerah  elastic  besarnya sama dengan perkalian antara perpindahan titik gaya tangkap gaya F di kalikan dengan konstanta K atau K merupakan fungsi di F di kalikan dengan konstanta K, dalam hal ini dapat di lihat pada diagram pegas, dimana pada sumbu mendatar di ukur perpindahan F (mm) pada sumbu fertikal gaya F (N), luas yang terletak antara garis dan sumbu mendatar merupakan kerja yang terhimpun dalam  pegas  yang  di  tegangkan,  ketika  pegas  mengendur,  bukan  garis  penuh  A  yang  di  lalui, melaikan jenis lengkungan yang putus putus, selisih kerja di ubah menjadi kalor sebagai akibat dari gesekan bahan pegas, hal ini di sebut histerisis.

## 3.METODE PENELITIAN

## 3.1 Penyiapan Bahan Uji
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  baja  pegas  daun  jenis  mobil  Suzuki LJ410 berbentuk pelat memanjang.

## 3.2 Pembuatan Benda Uji
Pemotongan bahan uji dengan panjang 5 cm, lebar 5 cm, ketebalan 5 mm, untuk menjaga kesetabilan struktur internal agar tidak panas. Adapun benda uji penelitian berjumlah 6 buah, masing-masing  5  buah  untuk  proses  heat  treatment  dan  1  buah  raw  material  sekaligus  di gunakan untuk pengamatan struktur mikro dan uji kekerasan.
Gambar 1 Diagram Alir Penelitian Baja Pegas Daun Komposisi kimia Material baru Material bekas Struktur mikro Analisa Pembahasan Kesimpulan Pengujian Kekerasan Heat treatmen 850 0 C  selama 30
menit dengan pendinginan oli
Tempering 480 0 C selama 15menit dengan pendinginan oli

## 4.DATA DAN ANALISA PENGUJIAN 4.1 Komposisi Kimia
Tabel 1 Hasil Pengujian Komposisi Kimia (Baja pegas baru) Unsur Baru (%)  Bekas (%) Unsur Baru (%) Bekas (%) C (Carbon) 0.504 0.510 W (Wolfram) 0.003 0.003 Si (Silicon) 0.230 0.210 T (Titanium) 0.005 0.001 S (Sulfur) 0.009 0.004 Sn  (Stannum) 0.001 0.002 P ( Phospor) 0.018 0.018 Al (Alumunium)  0.010 0.008 Mn ( Mangan) 0.939 0.921 Pb (Plumbum) 0.001 0.001 Ni (Nikel) 0.012 0.010 Nb (Niobium) 0.002 0.001 Mo (Molydendum) 0.88 0.80 Zr (Zirkonium) 0.001 0.002 Cr ( Croum) 0.002 0.009 Zn (Zink) 0.002 0.003 V (Vanadium) 0.003 0.001 Fe ( Ferro) 97.37 98.76 Cu ( Curonium) 0.010 0.010
Uji  komposisi  kimia  dilakukan  untuk  mengetahui  presentase  unsur  kimia  yang terkandung  dalam specimen ,  berdasarkan  hasil  uji  komposisi  diketahui  bahwa  specimen mempunyai  kandungan  karbon  sebesar  0,504%  sehingga  material  tersebut  tergolong  dalam medium carbon steel atau baja karbon sedang, presentase kandungan karbon tersebut di jadikan sebagai  dasar  pengambilan  suhu Quenching, Pada  pengujian  komposisi  kimia  pada  pegas  daun bekas mendapat komposisi kimia pada carbon mendapat 0,510 %, baja tersebeut merupakan baja karbon di klarifikasikan  baja karbon medium. Hasil komposisi kimia dapat dilihat pada tabel  1 diatas.

## 4.2 UJI TARIK
Pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis dan perubahan-perubahan yang terjadi dari benda uji  baja karbon sedang yaitu baja SUP 9 yang sudah dilakukan uji tarik. pengujian tarik ini menggunakan mesin uji tarik hidrolik UPM 1000 pada material baru dan yang di hardening di beri skala beban 25 kN. Hasil yang diperoleh dari pengujian tarik adalah kurva tegangan regangan, gaya maksimum, tegangan tarik maksimum dan data-data ukuran penampang setelah pengujian tarik, dapat dilihat pada tabel 2 dibawah ini:

## Tabel 2 hasil nilai uji tarik
NO Tebal mm Lebar mm Ao mm 2 L0 mm L1 Mm Fm kN σ U N/mm 2 σ U Kgf/mm 2 ɛ % 1 25.08 7.02 176.06 50 84 235.0 1335 136.1 6.8 2 25.82 7.02 181.26 50 76 225.0 1241 126.5 5.2

## KETERANGAN :
1. Speciment baru 2. specimen sudah di pakai. Ao = luas penampang Fm = beban tarik ɛ    = Elongasi F y = beban luluh σ y = Kuat luluh σ U = Kuat tarik
( BARU ) (BEKAS) σ = p σ = p A 0 A 0 = 235 kN =  225 kN 176.06 mm 2 181.26 mm 2 = 1.3347 kN = 1335 N/mm 2
= 1.2413 kN  =  1241 N/mm 2
ɛ = L 1 – L 0 X 100% ɛ = L 1 – L 0 X 100% L 0 L 0 =  84 – 50     X 100% = 76 – 50        X 100% 50 50 = 6.8 % = 5.2 %
Dari hasil pengujian tarik maka dapat di lihat kuat tarik pada specimen baru mendapat nilai 1335 N/mm 2 dengan pertambahan panjang  68% , dan pada specimen yang sudah dipaki dan sudah di heatretment dengan suhu 880 0 C dengan tempering 480 0 C mempuyai nilai pengujian tarik dengan nilai kuat tarik 1241 N/mm 2 dengan pertambahan panjang 52%. Dari hasil sesudahpengujian tarik maka teganagn yang mempunyai tegangan paling besar adalah pada specimen baru . specimen baru lebih besar mempunyai perbandingan 94 N/mm 2 dengan specimen bekas, serta pada specimen baru lebihh besar nilai pertambahan panjangnya dengan perbandingan 16% dengan specimen bekas.

## Gambar 2 hasil Uji Tarik

## 4.3  UJI KEKERASAN
Pengujian  kekerasaan  yang  dilakukan  menggunakan  metode  mikro  vikers  yang  bekas injakannya dapat di lihat dengan mickroskop logam, setiap specimen di kenakan tiga titik injakan yang menghasilkan data harga kekerasaan dari specimen kelompok raw material, quenching oli, tempering suhu 480 0 C seperti pada tabel 3 dibawah.
Tabel 3. nilai kekerasaan dengan metode vickers N0 Uji Kekerasan Rockwell C ( HRc) Keterangan Sampel HT (Laku Panas) Sampel Baru 1 47,7 44,1
Pogram (HRc) Rockwell C
Beban 150 Kgf, Indentor Intan 2 43,7 44,2 3 44,7 46,3 4 43,3 44,4 5 45,3 46,6 6 46,2 43,4 7 45,8 43,9 8 45,7 45,1 9 45,1 45,2 10 47,2 43,6 Rata-rata 45,5 44,7
Perbedaan  temperature  dan  pendinginan  sangat  mempengaruhi  nilai  kekerasaan  suatu bahan  dan  kemampuan  bahan  tersebut  dapat  dilihat  dari  nilai  kekerasaannya,  yaitu  dengan melakukan  pengujian  kekerasaan  metode rockweel. pada  data  hasil  nilai  kekerasaan  dengan metode Rockwee l  pada  tiap-tiap  material,  untuk specimen baru  (tanpa heat  treatmen )  diperoleh nilai kekerasaan  rata-rata 44,7 HRc  merupakan nilai kekerasaan lebih kecil, untuk material yang mengalami heat  treatmen dengan  temperatur  850 0 C  dan tempering dengan  suhu  480 0 C  dengan media  pendingin  oli  di  peroleh  nilai  kekerasaan  lebih  besar  rata-rata  45,5  HRc.  Dengan pengujian  kekerasan  metode Rockweel yang  sudah  dirata2kan  maka  dapat  ditarik  kesimpulan maka  kekerasan  pada  specimet  baru  lebih  kecil  nilai  kekerasannya  dibandingkan  dengan specime t  sudah  pakai  lebih  besar  dengan  perbandingan  0,8  Hvn,  maka specimen sudah  pakai lebih keras dan getas dibandingkan specimet baru.

## 4.4 HASIL PENGAMATAN METALOGRAFI
Dari  hasil  pengujian  mikro  terdapat  pengambilan  gambar-gambar  dengan  pembesaran 50x  pembesaran  dan  30x  pembesaran  pada specimen baja  pegas  baru  dan  baja  pegas  sudah  di paki dengan proses heat treatment serta proses tempering.

## 4.4.1 TERHADAP MATERIAL BARU
Dari  hasil  uji  metalografi  pada  benda  uji  material  dasar,  dapat  kita  lihat  pada  gambar  3 terlihat  bahwa  struktur  mikro  yamg  terlihat  adalah ferrite (terang), pearlite (gelap),  fasa ferrite disini lebih dominan, ini menyebabkan nilai kekerasan rata-ratanya mencapai 44,7HRc.
pearlite ferrit
Gambar 3. foto struktur mikro baja pegas daun Baru dengan pembesaran 50X
Pearlite
ferrit Gambar 4. foto struktur mikro baja pegas daun Baru dengan pembesaran 50X 50 X Etsa kellers Reagent Etsa kellers Reagent 50 X
4.4.2 METALOGRAFI BENDA UJI MATERIAL BEKAS HARDENING  PADA SUHU 880 0 C DENGAN TEMPERING 450 0 C DENGAN QUENCHING OLI.
Dari  hasil  uji  metalografi  terhadap  proses hardening pada  temperatur  880 0 C  dengan waktu  penahanan  selama  30  menit  dengan  media  pendinginan  oli,  lalu  setelah  itu  langsung memasuki tempering 450 0 C selama 15 menit dengan media pendinginan oli seperti pada gambar terdapat ferrit berwarna terang, martensit berbentuk jarum dan pearlit berwarna hitam. Dari hasil struktur mikro dengan terdapat butiran ferrit, pearlite dan martensite yang mendapat kekerasan menjadi 45,5 HRc.
Ferrit martensite pearlite
Gambar 5 Foto struktur Mikro baja pegas daun bekas dengan proses heat treatmen dan tempering
dengan pembesaran 30X Pearlite ferrit martensite
Gambar 6 Foto struktur Mikro baja pegas daun bekas dengan proses heat treatmen dan tempering dengan pembesaran 50X.
Etsa kellers Reagent
30 X Etsa kellers Reagent 30 X

## 5.KESIMPULAN
1. Pada  pengujian  komposisi  kimia speciement pegas  daun  baru  mendapat  komposisi  karbon 0,504 % dan specimen pegas daun bekas mendapat nilai karbon sebesar 0,510 %. Maka dari kedua spesimen baru dan bekas termasuk baja carbon medium.
2. Pada pengujian tarik dapat disimpulkan pada specimen baru mendapat nilai yang lebih besar dengan  kuat  tarik  mendapat  nilai  1335  N  dan  pertambahan  panjang  68%  di  bandingkan dengan specimen bekas  dengan  kuat  tarik  1223  N  dan  pertambhan  panjang  52%,  maka specimen baru lebih ulet dibandingkan dengan specimen yang bekas.
3. Pada pengujian kekerasan nialai kekerasan specimen bekas lebih besar dibandingkan dengan yang specimen yang baru. Nilai kekerasan specimen bekas 45,5 HRc dan spesiment baru nilai kekekrasan 44,7 HRc.
4. Pengujian  metalografi speciment baru  terdapat  butiran ferit  dan  pearlite ,  sedangkan  pada specimen bekas terdapat ferrit, pearlite dan martensit.
5. Dari  hasil  pengujian  tarik,  pengujian  kekerasan  dan  metalografi specimen baru  lebih  ulet dibandingkan  dengan specimen bekas,  spesiment  bekas  lebih  getas  dibandingkan specimen baru.
6. Saran  saya  walaupun  pegas  daun  yang  baru  dan  yang  bekas  tidak  jauh  hasil  kekerasannya. Tapi layak untuk dipakai kembali. Tapi untuk keperluan yang lain.
7. Agar  baja  keuletannya  makin  bertambah  bisa  di  lakukan  proses  tempering  dengan menurunkan suhu hingga 400 0 C dengan penahanan waktu lebih lama yaitu 1 ½ jam .dengan pembuktian pada diagram Fe-c

## DAFTAR PUSTAKA
1. Ir. Amin Suhadi M.Eng. Heat Treatmen,UPT-Luk BPP Teknologi.
2. American Society For Metals. Metal Hand Book Metalografy
3. Prof.Ir.Tata Sudia MS.Met.E,Prof.DR.Shinroku Sait. Pengetahuan Bahan Teknik.
4. http://Fendy-automotive.blogspot.com/2013/04/proses perlakuan panas baja.html.
5. Http://en.wikipedia.org/wiki/Steel
6. http://zknives.com/knives/steels/steelchart.php