Studi pengaruh proses tempering terhadap struktur mikro dan kekerasan post-

## annealing baja mangan austenitik
Ilham Azmy 1* , Muhammad Adi Khoirul Umam 2 , Rizki Muliawan 3
1,2 Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Bandung
3 Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara, Politeknik Negeri Bandung Bandung, 40112, Indonesia
* Email: ilham.azmy@polban.ac.id

## Abstrak
Baja  mangan  austenitik atau  lebih  dikenal  dengan  nama  baja hadfield merupakan  baja  yang  memiliki  sifat kekerasan  yang  tinggi,  tapi  keuletan  dan  ketangguhannya  relatif  rendah.  Dalam  penggunaan  di  lingkungan pembebanan  kontinyu,  baja  ini  sering  mengalami lifetime  defect dan  kegagalan.  Dari  permasalahan  tersebut, maka  diperlukan  suatu  proses  rekayasa  baja  agar  dapat  meningkatkan  umur  pemakaian  dan  menurunkan  sifat kekerasan  sehingga  keuletan  dan  ketangguhannya  menjadi  lebih  baik.  Perlakuan  panas  bertujuan  untuk merekayasa  struktur  mikro,  menghaluskan  butir  kristal,  dan  menghilangkan  tegangan  internal  yang  nantinya berefek  pada  perubahan  sifat  mekanik.  Penelitian  dilakukan  dengan  mememanaskan  baja  mangan  austenitik sampai temperatur austenisasi (1000 °C) yang ditahan selama 120 menit dan pendinginan sangat lambat didalam tungku furnace . Proses quenching dilakukan dengan menggunakan media pendingin oli sebelum baja mengalami proses tempering .  Proses tempering melibatkan  tiga variasi  temperatur  berbeda  yaitu 200  °C,  400  °C,  dan  600 °C. Pemilihan variasi temperatur ini bertujuan untuk mengetahui tingkat perubahan fasa pada struktur mikro dan pengaruhnya terhadap sifat kekerasan. Setelah proses tempering selesai, dilakukan pengamatan metalografi dan pengujian kekerasan dengan metode Rockwell C. Variasi temperature tempering memberikan pengaruh terhadap perubahan struktur mikro dan nilai kekerasan. Pada variasi temperatur tempering 400 °C, baja mangan austenitik menunjukkan struktur mikro yang signifikan dengan kemunculan  martensit temper kembar (twinning) di antara matriks  karbida  (FeMn 3 C).  Fenomena  ini  memberikan  efek  penurunan  kekerasan  hingga  16,9  HRc,  yang sebaliknya  menandai  peningkatan  keuletan  dan  ketangguhan  baja  mangan  austenitik.  Dengan  demikian,  baja mangan austenitik hasil proses tempering 400 o C akan memiliki lifetime yang lebih baik pada aplikasinya dalam dunia industri.
Kata kunci : baja mangan austenitik, tempering , struktur mikro, kekerasan

## Study of tempering process effect on microstructure and hardness post-annealing manganese austenitic steel

## Abstract
Austenitic manganese steel, well-known as hadfield steel, is a steel which exhibits high-hardness properties but relatively  possess  low  ductility  and  toughness  characteristics.  In  the  application  of  continuous  load,  this  steel often to encounter lifetime defect and failure. From these problems, an engineering process is urgently needed to improve lifetime age and decrease hardness properties which will affects to give better ductility and toughness properties. Heat treatment aims to transform microstructure, sublimate crystal grain, and remove internal stress which gives alteration to mechanical properties. The research was acted by heating manganese austenitic steel to austenization temperature (1000 o C) and holding  it in 120 minutes, followed by slow cooling process in the furnace.  Quenching  process  was  undergone  by  using  oil  as  cooling  media  prior  to  tempering  process. Tempering process involves three different temperature variations in 200 o C, 400 o C, and 600 o C. The selection of temperature variation was intended to find the change of microstructure and its effects to hardness properties. After  tempering  process  finished,  metallography  technique  and  hardness  test  were  acted  by  using  optical microscope  and  Rockwell  C  method.  Tempering  temperature  variations  gives  impact  on  the  change  of microstructure  and  hardness  value.  On  400 o C  tempering  temperature  variation,  manganese  austenitic  steel exhibits a significant microstructure which marked by the emergence of twin tempered-martensit among carbide matrix (FeMn 3 C). These phenomena offer the effect of hardness value reduction up to 16,9 HRc, which inversely marked  the  increment  of  ductility  and  toughness  manganese  austenitic  steel.  Therefore,  manganese  austenitic steel  as-result  of  tempering  temperature  400 o C  will  possess  better  lifetime  in  the  wide-range  industry application.
Keywords: manganese austenitic steel, tempering, microstructure, hardness

## 1. Pendahuluan
Baja  merupakan  salah  satu  logam  yang banyak digunakan untuk  proses  produksi  dan  bahan baku dalam dunia industri. Salah satunya adalah baja mangan  austenitik  ASTM  A128.  Baja  jenis  ini banyak  sekali  digunakan  pada  industri  peralatan berat,  industri  transportasi,  industri  logam,  dan berbagai industri lainnya. Dalam pengaplikasiannya, baja  mangan  austenitik  ini  seringkalixditemukan permasalahan-permasalahan yang muncul dixlapangan.  Permasalahan  yang  umum  terjadi adalah lifetime  defect yang  berpengaruh  pada rusaknyaxmaterial  baja  mangan  austenitikxsebelum umur  pakainya  habis.  Di  sisi  lain,  penurunan  nilai sifat  mekanik  seperti  nilai  kekerasan,  keuletan,  dan ketangguhan  menjadi  hal  yang  biasa  terjadi  karena pembebanan  yang  dilakukan  secara  berkelanjutan. Proses  rekayasa  baja  mangan  autenitik  diperlukan untuk meningkatkan karakteristik dan sifat mekaniknya.
Rekayasa  baja  umumnya  dapat  dilakukan dengan  metode  perlakuan  panas.  Perlakuan  panas pada  baja  mangan  austenitik  dapat  meningkatkan sifat mekanik baja yang lebih kuat agar tidak mudah patah. Perlakuan panas annealing dapat meningkatkan  keuletan (ductility) baja  tersebut sehingga  baja  dapat  menahan  beban  kontinyu  lebih baik dan umur baja akan lebih panjang.  Abrianto[1] melakukan  studi  tentang  analisis  struktur  mikro  dan sifat  mekanik  baja  mangan  austenitik  hasil  proses perlakuan  panas.  Dalam  hasil  studinya  dijabarkan bahwa  perbedaan  struktur  mikro  hasil  proses quenching yang  terdiri  dari  matriks  austenit, sementara  untuk  proses normalizing dan annealing menunjukkan matriks ferit. Hidayat[2] telah meneliti tentang peningkatan nilai impak baja hadfield Mn 12 melalui  proses  perlakuan  panas  homogenisasi bertahap.  Hasilnya  mennjukkan  bahwa  proses pemanasan  awal  memberikan  dampak  positif, dimana  proses  pemanasan  pada  tahap  austenisasi lebih  efisien.  Di  sisi  lain,  Hussein[3]  telah melakukan  penelitian  tentang  pengaruh  variasi temperatur tempering terhadap  sifat  mekanik  dan mikro struktur pada baja mangan hadfield AISI 3401 Hammer  Clinker  Cooler PT  Semen  Gresik.  Hasil penelitiannya  menunjukkan  pengaruh  temperatur tempering yang  signifikan  dalam  peningkatan  sifat mekanik  dan  mikro  struktur  baja  mangan hadfield AISI  3401  tersebut.  Ketiga  studi  tersebut  telah menunjukkan  bahwa  proses  perlakuan  panas  sangat berpengaruh  terhadap perubahan  struktur  mikro  dan sifat  mekanik  baja  mangan  austenitik.  Salah  satu proses  perlakuan  panas  yaitu  proses tempering memiliki pengaruh yang signifikan dalam meningkatkan  sifat  mekanik  baja  dari  yang  mudah patah menjadi lebih kuat, atau juga dapat mengubah sifat  mekanik  baja  dari  getas  menjadi  lebih  ulet[3]. Proses perlakuan panas tempering sendiri melibatkan  dua  proses  yaitu  proses quenching
dengan  pendinginan  cepat  yang  dilanjutkan  dengan proses tempering itu  sendiri  dengan  variasi temperatur  yang  berbeda.  Variasi  temperatur tempering ini  akan  berpengaruh  pada  proses homogenisasi mikrostruktur baja yang erat kaitannya dengan peningkatan kekuatan dan kekerasannya[4].
Dengan  metode  rekayasa  perlakuan  panas tersebut,  diharapkan  dapat  terjadi perubahan karakteristik  baja  mangan  austenitik  yang  nantinya akan  memberikan  sifat  yang  baru.  Sifat  baru  ini dapat  memberikan  fungsi  yang  lebih  baik  untuk diaplikasikan.  Perubahan  karakteristik  baja  ini meliputi struktur mikro dan sifat mekaniknya.  Maka dari itu, penelitian ini difokuskan mengenai rekayasa baja  mangan  austenitik  dengan  menggunakan  tiga variasi  temperatur tempering sebesar  200,  400,  dan 600 o C. Ketiga variasi temperatur tempering tersebut digunakan  untuk  mengamati  perubahan  struktur mikro  dan  pengaruhnya  terhadap  sifat  kekerasan baja mangan austenitik.

## 2. Metode Penelitian
Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah baja mangan austenitik ASTM A 128. Dalam pelaksanaannya,  penelitian  ini  melibatkan  beberapa proses  yang  terdiri  dari  preparasi  spesimen,  proses annealing , proses tempering , pengujian spektrometri, pengamatan metalografi, dan pengujian kekerasan.

## 2.1. Preparasi Spesimen
Pelat baja mangan austenitik dipotong dengan menggunakan  gergaji  tangan  dengan  dimensi 15x6x5  milimeter  agar  tidak  terjadi  perubahan struktur  mikro  karena  kenaikan  temperatur  hasil gesekan  proses  pemotongan.  Proses  penggerindaan kemudian dilakukan untuk menghaluskan permukaan  spesimen  hasil  pemotongan.  Adapun spesimen  yang  digunakan  berjumlah  5  (lima)  buah untuk  masing-masing  spesimen  tanpa  perlakuan, proses annealing , tempering 200 o C, tempering 400 o C, dan tempering 600 o C.

## 2.2. Proses Annealing
Proses  perlakuan  panas annealing dilakukan dengan memanaskan spesimen baja mangan austenitik  hingga  mencapai  temperatur  austenisasi 1000 o C.  Proses  pemanasan  ditahan  selama  1  jam agar  terjadi  distribusi  pemanasan  yang  merata,  lalu didinginkan  sangat  lambat  di  dalam  tungku furnace selama 24 jam.

## 2.3. Proses Tempering
Perlakuan panas quenching dilakukan terlebih dahulu  dengan  memanaskan  spesimen  baja  mangan austenitik  pada  temperatur  austenisasi  1000 o C selama 30 menit, lalu mendinginkannya secara cepat dengan  mencelupkan  spesimen  ke  dalam  media pendingin  oli.  Setelah  itu,  dilakukan  proses tempering spesimen baja mangan austenitik. Adapun
untuk proses tempering dilakukan dengan menggunakan  3  (tiga)  variasi  temperatur tempering yaitu  200,  400,  dan  600 o C.  Setiap  spesimen  baja dipanaskan hingga mencapai ketiga variasi tempering tersebut,  lalu  ditahan  selama  180  menit. Proses tempering diakhiri dengan proses pendinginan  sangat  lambat  yang  dilakukan  didalam tungku furnace selama 24 jam. Hasil dari proses ini merupakan  spesimen  baja  yang  nantinya  akan dilakukan  pengamatan  metalografi  dan  pengujian kekerasan.

## 2.4. Pengujian Spektrometri
Untuk mengetahui komposisi kimia spesimen baja  mangan  austenitik  yang  digunakan  pada penelitian  ini  agar  sesuai  standar  ASTM  A  128, maka dilakukan
pengujian
spektrometri menggunakan mesin Optical Emission Spectrometer ARL  3460.  Pengujian  ini  akan  menentukan  jumlah kandungan  unsur  paduan  pada  spesimen  baja mangan austenitik yang digunakan.

## 2.5. Pengamatan Metalografi
Pengamatan  struktur  mikro  dari  spesimen baja mangan austenitik dilakukan dengan menggunakan  teknik  metalografi  (ASTM  E3). Preparasi spesimen metalografi dipersiapkan dengan proses mounting memakai  bakelit,  lalu  kemudian dilakukan grinding hingga  halus  dengan  kertas amplas (100, 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500, dan  2000 mesh ).  Untuk  menghilangkan scratch setelah  diamplas,  maka  dilakukan  proses polishing dengan  menggunakan  pasta  alumina  hingga  terlihat mengkilap.  Selanjutnya,  proses etching sesuai standar  ASTM  E340  dilakukan  dengan  campuran larutan  HCl,  HNO 3 ,  dan  gliserin.  Setelah  itu, spesimen  baja  mangan  austenitik  dapat  diamati struktur  mikronya  dengan  menggunakan  mikroskop optik Olympus .  Pengamatan  dilakukan  dengan menggunakan perbesaran mikroskop secara bervariatif  hingga  dapat  didapatkan  gambar  struktur mikro yang visible .

## 2.6. Pengujian Kekerasan
Untuk  mengetahui  nilai  kekerasan  dari spesimen  baja  mangan  austenitik  maka  dilakukan pengujian  kekerasan  Rockwell  (ASTM  E384) dengan  menggunakan Digital  Hardness  Testing Machine  Mitutoyo  HM-122 .  Adapun  pengujian kekerasan  yang  dipakai  pada  penelitian  ini, menggunakan  uji  kekerasan  Rockwell  C  dengan indentor  kerucut diamond .  Pembebanan  yang diberikan pada alat pengujian ini yaitu minor load 10 kgf dan major load 150 kgf pada tiga titik indentasi dengan  jarak  setiap  titiknya  200  µm  dari  spesimen baja mangan austenitik.

## 3.   Hasil dan Pembahasan
3.1. Pengujian Spektrometri
Uji spektrometri ini dilakukan untuk mengetahui  kandungan  komposisi  kimia  spesimen baja  mangan  austenitik  yang  digunakan  pada penelitian  ini  agar  dapat  dibandingkan  dengan standar  ASTM  A  128[5].  Pada  Tabel  1  ini ditunjukkan  komposisi  baja  mangan  austenitik standar ASTM A 128.
Tabel 1. Komposisi Kimia Baja Mangan Austenitik standar ASTM A 128
Setelah dilakukan pengujian spektrometri dari spesimen  baja  mangan  austenitik  yang  digunakan, didapatkan hasil kandungan komposisi kimia seperti ditampilkan pada Tabel 2 .
Tabel  2. Hasil  Uji  Spektrometri  Spesimen  Baja Mangan Austenitik
Berdasarkan hasil uji spektrometri pada tabel 2,  dapat  disimpulkan  bahwa  spesimen  baja  mangan austenitik  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  telah sesuai standar baja mangan austenitik ASTM A 128 grade A dengan komposisi kimia (Fe = 84,658 %, C = 1,13 %, dan Mn = 13,01 %).

## 3.2. Pengamatan Metalografi
Spesimen  baja  mangan  austenitik  mengalami proses annealing dengan pemanasan hingga temperatur  austenisasi.  Hal  ini  menyebabkan perubahan  struktur  mikro  daripada  spesimen  baja mangan  austenitik  yang  tidak  mengalami  perlakuan panas.  Pada  Gambar  1(a)  menunjukkan  struktur mikro  baja  mangan  austenitik  tanpa  perlakuan, sementara  itu  pada  Gambar  1(b) memperlihatkan
struktur  mikro  baja  mangan  austenitik  yang  telah mengalami proses annealing .
Gambar  1. Struktur  mikro  baja  mangan  austenitik: (a) tanpa perlakuan, (b) hasil proses annealing
Struktur  mikro  yang  terlihat  pada  baja mangan  austenitik  tanpa  perlakuan  menunjukan dominasi  fasa  matriks  austenit  dan  butiran-butiran fasa  karbida  (FeMn 3 C)  yang  halus[6].  Fasa  austenit ini  diakibatkan  karena  banyaknya  komposisi kandungan  penstabil  austenit  yang  tinggi.  Karbida halus  (FeMn 3 C)  terbentuk  pada  batas-batas  butir austenit.  Kandungan  karbon  (C)  yang  tinggi  terlihat dengan terbentuknya butiran ( grain ) berwarna hitam.
Pada  umumnya,  baja  dengan  hasil  perlakuan panas annealing memiliki  struktur  mikro  karbida sementtit. Karbida sementit merupakan senyawa besi karbon  (Fe 3 C)  dengan  sel  satuan  orthorombik  dan bersifata  keras[7].  Namun  demikian,  struktur  yang terlihat  pada  baja  mangan  austenitik  dengan perlakuan annealing menunjukan  fasa  matriks austenit  yang  menjadi  dominan  dari  sebelum perlakuan dan butiran-butiran fasa karbida (FeMn 3 C) menjadi  lebih  kasar.  Matriks  austenit  ini  akan semakin  banyak  seiring  dengan  semakin  lamanya waktu  tahan (holding  time) .  Sedangkan  struktur karbida mangan terlihat membentuk coarse grain [8]. Hal ini terjadi karena waktu tahan yang kurang saat pemanasan sehingga menjadi kurang larut.
Adapun  perbandingan  struktur  mikro  baja mangan  austenitik  hasil  proses tempering dengan tiga variasi temperatur dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar  2. Struktur  mikro  baja  mangan  austenitik
hasil  proses tempering dengan  variasi  temperatur: (a) 200 o C, (b) 400 o C, dan (c) 600 o C.
Gambar  2(a)  menunjukkan  struktur  mikro baja  mangan  austenitik  dengan  proses tempering pada  temperatur  200 o C.  Struktur  yang  terbentuk pada perlakuan ini adalah austenit,  martensit temper dan  matriks  karbida  dengan  batas  butir  yang  halus. Austenit  ini  masih  mendominasi  karena  merupakan struktur  utama  dari  baja  mangan  austenitik. Martensit temper merupakan struktur martensit yang telah mengalami proses tempering . Struktur martensit  ini  terbentuk  karena  pendinginan  cepat pada proses quenching yang telah dilakukan sebelum proses akhir tempering . Proses quenching yang telah dilakukan  akan  menghasilkan  struktur  mikro martensit. Struktur ini memiliki struktur kristal BCT (Body Centered Tetragonal) dan bersifat metastabil. Apabila  dilakukan  pemanasan  kembali  secara bertahap,  karbon  yang  terperangkap  dalam  struktur BCT  akan  keluar  dan  menjadi  karbida,  sehingga strukturnya  akan  berubah  menjadi  BCC (Body Centered  Cubic) [6,9].  Perubahan  fasa  dan  struktur kristal  ini  dapat  terjadi  pada  proses tempering , melalui reaksi berikut:
Martensit (BCT, fasa tunggal) → martensit temper +
(α+FeMn 3 C)
Gambar  2(b)  memperlihatkan  struktur  mikro baja  mangan  austenitik  setelah  di temper dengan temperatur  400 o C.  Struktur  mikro  yang  terbentuk pada  spesimen  baja  ini  adalah  matriks  austenit, matriks twinning dan  matriks  karbida  dengan  batas butir yang lebih kasar dari proses tempering 200 o C. Pada hasil pengamatan terlihat matriks twinning atau martensit kembar, hal ini terjadi jika kadar C dalam baja  tinggi.  Pada  reaksi twinning ini  timbul  energi regangan elastis yang harus diakomodasi pada batas kembaran-matriks yang koheren supaya tidak terjadi retak  pada  lamela  martensit[10].  Matriks  karbida (FeMn 3 C)  terlihat  lebih  kasar,  hal  ini  terjadi  seiring dengan naiknya temperatur tempering .
Gambar  2(c)  menunjukkan  struktur  mikro baja  mangan  austenitik  dengan  variasi  temperatur tempering 600 o C.  Struktur  mikro  yang  terbentuk pada proses ini adalah austenit, martensit temper dan matriks karbida dengan batas butir yang kasar. Pada perlakuan quench-tempering ,  martensit  temper menjadi  lebih  banyak  karena  temperatur tempering yang  tinggi  dan  waktu pendinginan  cepat,  selain  itu distribusi  yang  lebih  merata  bila  dibandingkan dengan  proses tempering sebelumnya[11].  Matriks austenit  pada  kondisi  proses  ini  terlihat  masih mendominasi  namun  jauh  lebih  sedikit  dari  variasi temperatur proses tempering 200 o C dan 400 o C.

## 3.3. Pengujian Kekerasan
Pengujian  kekerasan  menjadi  salah  satu parameter  sifat  mekanik  yang  harus  diperhatikan
pada penelitian ini. Hal ini dimaksudkan untuk dapat membandingkan  perubahan  nilai  kekerasan  yang terjadi  setelah  diberikan  variasi  temperatur  proses tempering yang  berbeda-beda  yang  nantinya  dapat dihubungkan  dengan  nilai  kekuatan,  keuletan,  dan ketangguhan.  Kekerasan  sendiri  dapat  didefinisikan sebagai  kemampuan  suatu  material  untuk  menahan gaya  deformasi,  goresan,  dan  tusukan/indentasi. Kekerasan  pada  baja  sangat  dipengaruhi  oleh komposisi  kimia  terutama  kadar  karbon  (C)  dan struktur  mikro  baja.  Proses  indentasi  spesimen  baja mangan  austenitik  dilakukan  dilakukan  sebanyak  3 (tiga)  kali  percobaan  pada  titik  yang  berbeda.  Pada Gambar 3, terlihat hasil proses indentasi yang berada pada  lokasi  fasa  baja  mangan  austenitik  yang berbeda.  Hal  ini  akan  mengakibatkan  perbedaan nilai  kekerasan  sehingga  perlu  untuk  dibuat  rerata dari nilai kekerasan yang akan memgambarkan nilai kekerasan  umum  pada  spesimen  baja  mangan austenitik ini.
Gambar 3. Titik indentasi pengujian kekerasan pada spesimen
Maka, dari hasil indentasi pengujian kekerasan tersebut, didapatkan rerata nilai kekerasan dari  setiap  spesimen  baja  mangan  austenitik  tanpa perlakuan,  dengan  proses annealing , tempering 200 o C,  400 o C,  dan  600 o C  seperti  dapat  dilihat  pada Grafik berikut.
Gambar  4. Nilai  Kekerasan  Hasil  Pengujian Rockwell  C  (HRc)  Spesimen  Baja  Mangan Austenitik
Pada  grafik  tersebut  menunjukkan  bahwa spesimen  baja  mangan  austenitik  tanpa  perlakuan dan proses annealing memiliki nilai kekerasan yang
lebih  tinggi  daripada  spesimen  baja  mangan austenitik  hasil  proses tempering .  Spesimen  baja mangan  austenitik  tanpa  perlakuan  dan  hasil  proses annealing berturut-turut  memiliki  nilai  kekerasan sebesar  31,5  HRc  dan  34,8  HRc.  Hal  ini  terjadi karena  struktur  matriks  austenit  yang  dominan  dan karbida  (FeMn 3 C)  yang  masih  berbentuk  butiran kasar[12,13].  Pada  nilai  kekerasan  baja  mangan austenitik  hasil  proses tempering menunjukkan penurunan  yang  signifikan.  Hal  ini  merupakan akibat  dari  proses tempering yang  bertujuan  untuk merapatkan  struktur  kristal  guna  menghindari terjadinya  retak  akibat  proses quenching yang seharusnya meningkatkan nilai kekerasan[14].
Di  sisi  lain,  karbon  yang  keluar  dari  struktur martensit  akan  menyebabkan  tegangan  didalam berkurang  sehingga  kekerasannya  juga  berkurang. Kekerasan  terkecil  terdapat  pada  spesimen  baja mangan  austenitik  hasil  proses tempering 400  °C sebesar  16,9  HRc.  Sementara  itu,  untuk  spesimen baja  hasil  proses tempering 200  °C  dan  600  °C berturut-turut sebesar 27,13 HRc dan 27,6 HRc.

## 3.4.  Pengaruh  Proses  Tempering  terhadap Struktur Mikro dan Sifat Kekerasan
Proses  perlakuan  panas tempering yang dilakukan pada post-annealing baja mangan austenitik  memberikan  perubahan  yang  signifikan pada  struktur  mikro  dan  sifat  kekerasan.  Baja mangan  austenitik  atau  lebih  dikenal  luas  dengan nama  baja hadfield umumnya  memiliki  sifat kekerasan  yang  tinggi  sehingga  karakteristik  ini memberi  efek  pada  rendahnya  nilai  kekuatan (strength), keuletan (ductility), dan  ketangguhan (toughness) .  Pada  aplikasi  dengan  beban  yang kontinyu, maka karakteristik  baja mangan austenitik ini  akan  mudah  terdeformasi dan failure .  Maka  dari itu,  proses tempering ini  sangat  diperlukan  dalam mengubah sifat keuletan tersebut agar menjadi lebih baik.
Dari  hasil  pengamatan metalografi,  spesimen baja  mangan  austenitik  tanpa  perlakuan  dan  hasil proses annealing didominasi  oleh  struktur  mikro dengan  fasa  matriks  austenit.    Perubahan  struktur mikro  baja  mangan  austenitik  yang  umumnya memiliki  fasa  austenit  ini  terjadi  setelah  diberi proses tempering .  Matriks  austenit  bertransformasi menjadi  fasa  karbida  (FeMn 3 C)  dan  martensit temper .  Martensit  ini  hanya  bisa  terbentuk  dari transformasi  fasa  austenit.  Perubahan  matriks  fasa austenit  menjadi  martensit temper ini  akan berpengaruh  pada  penurunan  nilai  kekerasan  baja mangan austenitik. Efek variasi temperatur tempering menghasilkan  perubahan  struktur  mikro dan  penurunan  nilai  kekerasan  yang  berbeda-beda. Dengan  demikian,  ditemukan  adanya  hubungan perubahan  struktur  mikro  dan  penurunan  nilai kekerasan tersebut.
Gambar 5. Hubungan Perubahan Nilai Kekerasan dan Struktur Mikro Baja Mangan Austenitik
Grafik  diatas  memperlihatkan  hubungan perubahan  nilai  kekerasan  dan  struktur  mikro  baja mangan  austenitik.  Hasil  pengujian  kekerasan menunjukkan  perubahan  nilai  kekerasan  yang signifikan  terutama  pada  baja  mangan  austenitik hasil  proses tempering 400 o C  yaitu  sebesar  16,9 HRc.  Apabila  dihubungkan  dengan  struktur  mikro, baja  mangan  austenitik  hasil tempering 400 o C terdapat  perbedaan  yang  signifikan  dengan  hasil tempering 200 o C dan 600 o C, yang ditandai dengan munculnya  martensit  temper  kembar (twinning) diantara  matriks  karbida  (FeMn 3 C).  Kemunculan martensit  temper  kembar  ini  dipicu  oleh  timbulnya regangan  elastis  yang  harus  diakomodir  oleh kembaran-matriks boundary yang saling berhubungan  satu  sama  lain  agar  tidak  terjadi  retak antar lamela martensit[10,15]. Di sisi lain, spesimen baja  mangan  austenitik  tanpa  perlakuan  dan  hasil proses annealing memiliki  nilai  kekerasan  yang relatif  tinggi  (31,5  dan  34,8  HRc).    Hal  ini disebabkan oleh struktur mikro yang didominasi fasa matriks  austenit  yang  mempertahankan  sifat  awal kekerasan baja mangan austenitik tersebut.
Maka  dari  itu,  nilai  kekerasan  paling  kecil pada  baja  mangan  austenitik  ini  merupakan  hasil proses tempering 400 o C.  Nilai  terkecil  tersebut sejalan  dengan  perubahan  struktur  mikro  yang signifikan  bila  dibandingkan  dengan  spesimen  hasil perlakuan  panas  lainnya.  Dengan  kata  lain,  baja mangan  austenitik  hasil  proses tempering 400 o C memiliki kekuatan,  keuletan, dan ketangguhan yang lebih  baik.  Peningkatan  sifat  mekanik  tersebut merupakan  timbal  balik  dari  hasil  penurunan  nilai kekerasan[16].  Pada  akhirnya,  pengaruh  proses tempering 400 o C  sangat  berpengaruh  terhadap perubahan  struktur  mikro  dan  penurunan  sifat
kekerasan  yang  signifikan  sehingga  menghasilkan sifat  mekanik  baja  mangan  austenitik  yang  lebih baik.

## 4.   Kesimpulan
Dari  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan menunjukkan  bahwa  variasi  temperatur  proses tempering sangat  berpengaruh  terhadap  perubahan struktur  mikro  dan  sifat  kekerasan  baja  mangan austenitik.  Baja  mangan  austenitik  hasil  proses tempering 400 o C  memiliki  nilai  kekerasan  terkecil sebesar 16,9 HRc dan struktur mikro yang signifikan dengan  kemunculan  martensit  kembar (twinning) dan  fasa  karbida  (FeMn 3 C)  berbutir  kasar  dalam matriks  austenit.  Dengan  demikian,  baja  mangan austenitik tersebut memiliki  kekuatan,  keuletan, dan ketangguhan  yang  baik  sehingga  akan  sangat berguna  dalam  lingkungan  aplikasi  yang  memiliki pembebanan  berkelanjutan  dan  memiliki lifetime yang panjang.

## Referensi
[1] A.  Abrianto.  “Analisis  Struktur  Mikro  dan Sifat  Mekanik  Baja  Mangan  Austenitik  Hasil Proses  Perlakuan  Panas”. Jurnal  Teknik ,  Vol. VII, No. 2, pp. 90-99, 2008.
[2] E. Hidayat dan B. Bandanadjaja. “Peningkatan Nilai  Impak  Baja  Mangan  Hadfield  Mn  12
Melalui Proses Perlakuan
Panas
Homogenisasi  Bertahap” .  Jurnal  Energi  dan Teknologi  Manufaktur  (JETM). Vol.  01,  No. 02, pp. 9-14, 2018.
[3] C.  Hussein  dan  Sadino.  “Pengaruh  Variasi Temperatur Tempering Terhadap Sifat Mekanik  dan  Mikro  Struktur  Pada  Baja
Mangan Hadfield AISI 3401 Hammer Clinker Cooler  PT  Semen  Gresik”. Jurnal  Teknik POMITS , Vol. 1, No. 1, pp. 1-4, 2012.
[4] Khalid,  Kardiman,  dan  V.  Naubnome. “Pengaruh  Variasi  Temperatur  Tempering Terhadap  Sifat  Mekanik  dan  Sifat  Fisik  Baja AISI  1045  Sebagai  Bahan  Pisau  Mesin Pencacah  Plastik”. Dinamika  :  Jurnal  Ilmiah Teknik Mesin , Vol. 12, No. 1, pp. 19-25, 2020.
[5] ASTM International, “ASTM A128 / A128M- 19  Standard  Specification  for  Steel  Castings- Austenitic  Manganese.”  West  Conshohocken, PA, 2019.
[6] Aa Santosa dan M. Jimi. “Pengaruh Perbedaan Komposisi  Mangan  Pada  Komponen  Jaw Plate  Terhadap  Kekerasan  dan  Struktur Mikro”. Infomatek , Vol. 20, No. 1, pp. 51-58, 2018.
[7] M.  Steven  Lerian  H.S.  “Pemulihan  Struktur Mikro  dan  Kekerasan  Baja  Karbon  Setelah Mengalami  Pemesinan  Dengan  Perlakuan  Panas Annealing”. Jurnal  Teknik  Mesin  UBL ,  Vol.  4, No. 2, pp. 1-4, 2017.
[8] E.  Pujiyulianto,  S.B.  Pratomo,  dan  Pawawoi. “Pengaruh  Karbon  Terhadap  Perubahan Struktur  Mikro  dan  Sifat  Mekanik  Baja Mangan  Austenitik”. Jurnal  Metal  Indonesia , Vol. 40, No. 1, pp. 17-25, 2018.
[9] Y.  Handoyo.  “Pengaruh  Quenching  dan Tempering  Pada  Baja  JIS  Grade  S45C Terhadap  Sifat  Mekanis  dan  Struktur  Mikro Crankshaft”. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin , Vol.
3, No. 2, pp. 102-115, 2015.
[10]  H.  Wahyudi, T.  Dirgantara, R.  Suratman, dan A. Ramelan. “Pengaruh Faktor dan
Mekanisme Pengerasan Regangan Baja
Hadfield”. Mesin ,  Vol.  27,  No.  2,  pp.  40-54, 2018.
[11]  S. Mizhar dan Suherman. “Pengaruh
Perbedaan  Kondisi  Tempering  Terhadap Struktur Mikro dan Kekerasan dari  Baja AISI 4140”. Jurnal Dinamis , Vol. 2, No. 8, pp. 21- 26, 2011.
[12]  B.J.M.  Beumer. Ilmu  Bahan  Logam  Jilid  I . Jakarta:  Bharatara  Karya  Aksara,  2008,  pp. 89-91.
[13]  A.N. Setyo HD dan S. Widodo. “Peningkatan Sifat Mekanis Besi Cor Kelabu Melalui Proses Tempering”. Journal of Mechanical
Engineering , Vol. 2, No. 2, pp. 8-17, 2018.
[14]  U.  Gurol  and  S.C.  Kurnaz.  “Effect  Carbon  and Manganese  Content  on  The  Microstructure  and Mechanical  Properties  of  High  Manganese Austenitic  Steel ” . Journal  of  Mining  and
Metallurgy, Section  B:  Metallurgy ,  Vol.  56,  No. 2, pp. 171-182, 2020.
[15]  B.  Arto.  “Analisis  Waktu  Penuaan  Terhadap Sifat  Mekanis  dan  Struktur  Mikro  Pada Paduan  Ingat  Bentuk  Cu 53,4 Zn 38,6 Pb 5,7 Sn 2,3 ,” pada Prosiding  Seminar  Nasional  Teknik Mesin 11 , pp. 12-16, 2016.
[16]  H.R.  Jafarian,  M.  Sabzi,  S.H.  Mousavi  Anijdan, A.R.  Eivani,  N.  Park.  “The  Influence  of Austenitization  Temperature  on  Microstructural Developments,  Mechanical  Properties,  Fracture Mode  and  Wear  Mechanism  of  Hadfield  High Manganese  Steel”. Journal of Materials Research and Technology , Vol. 10, pp. 819-831, 2021.