Post on 05-Apr-2022
Laporan Tugas Akhir
Jurusan Teknik Material dan Metalurgi
iv
PENGARUH KEDALAMAN PEMAKANAN POTONG PADA TURNING PROCESS TERHADAP
KEKERASAN DAN KEDALAMAN PENGERASAN BAJA AISI 4340
Arya Bagus Megananda (1), Muchtar Karokaro (1) ,Budi Agung Kurinawan (1)
1. Jurusan Teknik Material, FTI, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya
Abstrak
Proses surface Hardening pada proses pembuatan suatu komponen mesin banyak
dilakukan, hal ini dikarenakan banyak komponen mesin yang dibutuhkan harus memiliki
tingkat kekerasan yang tinggi di permukaan. Kekerasan permukaan dibutuhkan agar
komponen ini tahan terhadap deformasi plastic maupun gesekan saat menjalankan fungsinya.
proses surface hardening by machining, yaitu baja tanpa melalui proses annealing langsung
di bubut dengan kondisi pemotongan tertentu agar menghasilkan kekerasan permukaan
tertentu, dan proses selanjutnya dilakukan finishing.
Material yang digunakan pada penelitian ini adalah AISI 4340 merupakan baja
paduan nikel-krom-molibden yang banyak digunakan untuk membuat komponen seperti poros
dan connecting rods. Dengan memvariasikan Depth Of Cut pada proses pembubutan dan
untuk menunjang penelitian ini dilakukau beberapa pengujian yang meliputi foto struktur
makro, foto struktur mikro dengan microscope metallurgy, pengujian XRD, dan pengujian
Microhardness.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada setiap variasi terbentuk fasa bainit bawah,
dimana pada setiap variasi terjadi perbedaan distribusi bainit bawah. Pada penelitian ini
hanya terbentuk lapisan dark layer dan lapisan white layer yang terbentuk sangat tipis. Nilai
kekerasan tertinggi pada Depth Of Cut 0.2 sebesar 46 HRC. Kedalaman pengerasan pada
permukaan terjadi pada variasi Depth of Cut 0.2 mm sebesar 6000 µm.
Kata kunci : AISI 4340, depth of cut, surface hardening, white layer
Abstract
There were so many surface Hardening process in making machine component
process has been done, it’s because many machine component need to have a high rate
hardening in the surface area. Surface hardening needed, so the component can resist the
deformation or Shear while doing its function. Surface hardening process by machining, is
steel without annealing process, suddenly turned inspecific cutting condition to produce
specific Surface Hardening, and the next process will be done with finishing.
Material used in this research is AISI 4340, this is the alloying steel of nickel-crom-
molibden which usually used for component such as shaft and connecting rods. By giving
Depth Of Cut variation in turning process and to support this research has done some test
which include macrostructure photograph, microstucture photography microscope
metallurgy, XRD testing, and Microhardness test has been done.
The research result shows that in every variation lower bainit phase forms, where in
every variation research Lower bainit distribution happened. In this research it only forms
dark layer and white layer which are very thin. The highest hardness value in Depth Of Cut
0.2 about 46 HRC. Depth of Hardening surface occur in variation Depth of Cut 0.2 mm about
6000 µm.
Keyword : AISI 4340, depth of cut, surface hardening, white layer
Laporan Tugas Akhir
Jurusan Teknik Material dan Metalurgi
iv
1. PENDAHULUAN Salah satu proses perlakuan panas
adalah proses perlakuan panas pada
permukaan baja (Surface heat treatment)
yang umumnya digunakan untuk
menghasilkan benda yang memiliki tingkat
kekerasan lebih tinggi pada bagian
permukaan.
Pengerasan permukaan dengan
proses thermo mechanical treatment
pemesinan ini didasari oleh penelitian -
penelitian sebelumnya yang menjelaskan
adanya pengaruh panas akibat gesekan
pahat bubut dengan benda kerja terhadap
perubahan sifat-sifat beban termasuk
kekerasan permukaan benda kerja.
Pada tingkat perkembangan saat
ini, kemampuan prediksi teori pemotongan
logam sepenuhnya tergantung pada
ketelitian dalam mempertimbangkan sifat-
sifat material benda kerja; sebagaimana
desain, geometri dan sifat-sifat material
alat potong yang juga harus dipahami
dengan baik. Sejalan dengan hal tersebut
kondisi pemotongan (cutting regime) juga
dapat diatur menurut tingkatan yang
diinginkan dan/atau yang divariasikan
menurut urutan yang telah terdefinisikan.
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengerasan Permukaan Pada Baja
Dengan Proses Pembubutan.
Modifikasi permukaan terjadi
karena panas lokal dan kecepatan thermal
pada pengerjaan panas yang dihasilkan
dengan transformasi metalurgi dan
mungkin interaksi kimia. Jenis
permasalahan menarik upaya substansial
yang disebut “surface integrity”. Istilah ini
meliputi semua aspek pada permukaan
seperti surface finishing, perubahan
metalurgi dan tegangan sisa. Penyebutan
white layer dikarenakan ketahanannya
terhadap standard etsa dan tampak putih
dibawah mikroskop optik.
Pada proses pembubutan yang
terjadi, sebenarnya terjadi perubahan
energi mekanik menjadi energi
thermal/panas. Panas akan meningkat
secara drastis pada permukaan benda kerja,
jika panas yang ditimbulkan tersebut
cukup tinggi hingga mencapai suhu
transformasi fase austenit, kemudian
disusul dengan pendinginan cepat, maka
2.2. Pengaruh Kedalaman Pemakanan
potong (Depth of Cut) terhadap
Pengerasan Permukaan
Pengerasan permukaan dipengaruhi
oleh besarnya temperatur yang ada di
permukaan benda kerja, pengaruh
kedalaman pemakanan potong pada
temperatur ditunjukkan oleh gambar 2.10.
Gambar 2.10 Pengaruh kedalaman
pemakanan pada proses permesinan
maksimum- temperatur permukaan (chou,
2005).
Kedalaman pemakanan potong (Depth of
Cut) adalah rata – rata selisih dari diameter
benda kerja sebelum dibubut dengan
diameter benda kerja setelah di bubut.
Kedalaman pemakanan dapat diartikan
pula dengan dalamnya pahat menusuk
benda kerja saat penyayatan atau tebalnya
tatal bekas bubutan.
Pada kondisi pemotongan, respon
temperatur sesaat yang menggambarkan
siklus pemanasan-pendinginan untuk
proses pengerasan baja secara
themomekanik ditunjukkan pada gambar
dibawah ini
Gambar 2.11 Transient suhu dan waktu
pada baja AISI 4340 (Chou, 2002)
Interval waktu bagi material untuk
berada diatas suhu austenit (774˚C,Ac3
Aisi 4340 steel) adalah 0.3 ms terkesan
sangat pendek dibandingkan dengan
Holding Time pada perlakuan panas
konvensional.
v
Laporan Tugas Akhir
Jurusan Teknik Material dan Metalurgi
3. METODOLOGI
3.1. Diagram Alir penelitian
Gambar 3.1. Flow Cart Metodologi
Penelitian
3.2. Pelaksanaan Penelitian
Berikut ini adalah deskripsi eksperimen
permukaan baja AISI 4340 dengan proses
turning menggunakan pahat insert karbida,
yang dengan langkah-langkah sebagai
berikut:
1. Benda kerja baja AISI 4340
disiapkan dan dipotong dengan
ukuran 19 mm x 200 mm. Masing-
masing dengan ukuran 200 mm
menggunakan mesin gergaji.
2. Benda kerja dibersihkan sisi-
sisinya dengan menggunakan kikir
untuk mencegah bentuk tajam
yang berbeda pada tiap spesimen.
3. Menggerinda pahat insert carbon
menggunakan machine works
Robert Habib (Genova) dengan
mata intan pahat yang memiliki
VB sesuai rancangan percobaan.
Gambar 3.3. ukuran mata pahat sebelum
mengalami proses gerinda dan setelah
mengalami proses gerinda.
4. Membuat program dalam mesin
bubut untuk membuat setting
parameter pemotongan yang sesuai
rancangan penelitian.
5. Setelah pahat insert karbida
dipasang pada tempatnya posisi
benda kerja di atur sedemikian
rupa sehingga siap bubut. Benda
kerja di pasang pada chuck dengan
kedalaman 70 mm sehingga tersisa
80 mm di bagian luar.
6. Proses pembubutan di mulai
parameter pemotongan
divariasikan dengan mengubah
kecepatan potong (cutting Speed)
& kedalaman potong (dept of cut),
sedangkan gerak makan (feed rate,
F) diatur konstan.
a) Kecepatan potong (cutting
Speed, V) diatur pada 2250
m/detik
b) Kedalaman potong (Dept of
cut, d) diatur pada 0.1 mm, 0.2
mm, 0.3mm dan 0,4mm
7. Proses pendinginan dilakukakan
dengan menggunakan pendinginan
udara.
8. Pengukuran kekerasan diukur
menggunakan microhardness
tester.
9. Benda kerja yang telah diukur
kekerasannya dipotong ¼ bagian
membentuk ¼ lingkaran
selanjutnya diproses cetak plastik,
digosok, dipoles serta di etsa
menggunakan caitan etsa picral
sehingga siap untuk dilihat di
mikroskop optik.
10. Penginderaan tebal lapisan
kekerasan dilakukan menggunakan
microhardness tester &
penginderaan struktur mikro
dilakukan menggunakan
mikroskop optik pada pembesaran
100x, 500x dan 1000x.
star
t
Persiapan spesimen
Pemotongan AISI 4340
D = 0.1 mm
V = 2.250
m/detik
Pengujian spesimen
Mikrohardness
XRD
Foto Makro
Struktur Mikro
D = 0.4 mm
V = 2.250
m/detik
D = 0.3 mm
V = 2.250
m/detik
D = 0.2 mm
V = 2.250
m/detik
Pengumpulan Data
Analisa dan Pembahasan
Kesimpulan
End
vi
Laporan Tugas Akhir
Jurusan Teknik Material dan Metalurgi
4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. HASIL
1. Pengujian Kekerasan
a) Angka Kekerasan Pada Raw
material
Tabel 4.1 Kekerasan baja AISI 4340
sebelum proses pembubutan
Pengambil
an nilai
kekerasan
Hardness (MHV)
Titi
k 1
Titi
k 2
Titi
k 3
Titi
k 4
Titi
k 5
Dari tepi
ke tengah 408 411 392 402 396
Di tepi
permukaa
n
408 412 398 413 400
b) Angka kekerasan pada spesimen
hasil pembubutan
Tabel 4.2. kekerasan Baja AISI 4340 dari
titik tepi ke tengah
Hardness ( MHV )
Spesieme
n
Titi
k 1
titi
k 2
Titi
k 3
Titi
k 4
Titi
k 5
0.1 432 41
9
405 390 378
0.2 457 42
3
387 372 371
0.3 453 41
3
398 380 349
0.4 412 36
4
360 352 347
Tabel 4.3. kekerasan Baja AISI 4340 di
permukaan
Hardness ( MHV ) Permukaan
Spesieme
n
Titi
k 1
titi
k 2
Titi
k 3
Titi
k 4
Titi
k 5
0.1 432 44
0
419 415 420
0.2 457 45
2
443 443 447
0.3 453 44
6
452 445 448
0.4 396 40
3
412 394 409
4.1.2. Distribusi Kekerasan dan
Kedalaman Pengerasan Pada penelitian ini didapatkan
distribusi kekerasan dan kedalaman
pengerasan pada setiap spesimen apabila
dibandingkan dengan kekerasan yang
terjadi pada raw material dapat ditentukan
terjadi pada kedalaman pengerasan sebagai
berikut :
a) Analisa Distribusi Kekerasan dan
Kedalaman Pengerasan pada d=0.1
mm
Gambar 4.4. Angka Kekerasan dari tepi ke
tengah pada Baja AISI 4340 dengan Deprh
Of Cut 0.1 mm
b) Analisa Distribusi Kekerasan dan
Kedalaman Pengerasan pada d=0.2
mm
Gambar 4.5. Angka Kekerasan dari tepi ke
tengah pada Baja AISI 4340 dengan Deprh
Of Cut 0.2 mm
c) Analisa Distribusi Kekerasan dan
Kedalaman Pengerasan pada d=0.3
mm
Gambar 4.6. Angka Kekerasan dari tepi ke
tengah pada Baja AISI 4340 dengan Deprh
Of Cut 0.3 mm
(µm)
vii
Laporan Tugas Akhir
Jurusan Teknik Material dan Metalurgi
d) Analisa Distribusi Kekerasan dan
Kedalaman Pengerasan pada d=0.4
mm
Gambar 4.7. Angka Kekerasan dari tepi ke
tengah pada Baja AISI 4340 dengan Deprh
Of Cut 0.4 mm
4.1.3. Pengamatan Makro
Gambar 4.8. Foto makro material yang
mengalami pembubutan dengan kecepatan
pemakanan 2250 mm/s (a) kedalaman
pemakanan 0.1mm, (b) kedalaman
pemakanan 0.2 mm, (c) kedalaman
pemakanan 0.3 mm, (d) kedalaman
pemakanan sebesar 0.4 mm.
4.1.4. Pengamatan Mikro
a) Raw material
Gambar 4.9. Struktur mikro baja AISI
4340 sebelum mengalami proses thermo-
mechanical (pembubutan) di posisi tengah
dengan (a) perbesaran 100x, (b)
pembesaran 1000x. Cairan etsa picral
b) AISI 4340 Depth Of Cut 0.1 mm
Gambar 4.10. Struktur mikro baja AISI
4340 yang telah mengalami proses thermo-
mechanical (pembubutan) dengan Depth
Of Cut 0.1 mm pada kecepatan 2250
mm/detik (a) tengah, dengan perbesaran
100x, (b) tengah, dengan pembesaran
1000x, (c) tepi, dengan pembesaran 100x
(d) tepi, pembesaran 1000x. Cairan etsa
picral
c) AISI 4340 Depth Of Cut 0.2 mm
Gambar 4.11. Struktur mikro baja AISI
4340 yang telah mengalami proses thermo-
mechanical (pembubutan) dengan Depth
Of Cut 0.2 mm pada kecepatan 2250
mm/detik (a) tengah, dengan perbesaran
100x, (b) tengah, dengan pembesaran
1000x, (c) tepi, dengan pembesaran 100x,
(d) tepi, pembesaran 1000x. Cairan etsa
picral
(b) (a)
(d) (c)
(a) (b)
(a) (b)
(c) (d)
(a)
(c)
(b)
(d)
Bainit Atas
Austenit sisa Austenit sisa
Austenit sisa Bainit Atas
Austenit sisa
Bainit Atas Austenit sisa
Austenit sisa Bainit Bawah Austenit sisa
Bainit Atas
Bainit bawah
Austenit sisa
viii
Laporan Tugas Akhir
Jurusan Teknik Material dan Metalurgi
d) AISI 4340 Depth Of Cut 0.3 mm
Gambar 4.12. Struktur mikro baja AISI
4340 yang telah mengalami proses thermo-
mechanical (pembubutan) dengan Depth
Of Cut 0.3 mm pada kecepatan 2250
mm/detik (a) tengah, dengan perbesaran
100x, (b) tengah, dengan pembesaran
1000x, (c) tepi, dengan pembesaran 100x,
(d) tepi, pembesaran 1000x. Cairan etsa
picral
e) AISI 4340 Depth Of Cut 0.4 mm
Gambar 4.13. Struktur mikro baja AISI
4340 yang telah mengalami proses thermo-
mechanical (pembubutan) dengan Depth
Of Cut 0.4 mm pada kecepatan 2250
mm/detik (a) tengah, dengan perbesaran
100x, (b) tengah, dengan pembesaran
1000x, (c) tepi, dengan pembesaran 100x,
(d) tepi, pembesaran 1000x. Cairan etsa
picral
4.1.5. Pengujian XRD
Gambar 4.14. Hasil Pengujian XRD Baja
AISI 4340 (a) Depth Of Cut 0.1 mm (b)
Depth Of Cut 0.2 mm (c) Depth Of Cut 0.3
mm (d) Depth Of Cut 0.4 mm
Tabel 4.4 Ukuran kristal dari baja AISI
4340 setelah di treatment dengan berbagai
variasi Depth Of Cut
Depth
Of
Cut
(mm)
λ(Ǻ) B(rad) Ө(o) Cos ө D
0.1 1.54056 0.00869 22.3077 0.9252 172.408
0.2 1.54056 0.01104 22.3051 0.9252 135.785
0.3 1.54056 0.01008 22.2697 0.9254 148.594
0.4 1.54056 0.01007 22.2949 0.9252 148.751
4.2. Pembahasan
4.2.1. Pembahasan Raw material
Raw material dari penelitian ini
adalah Baja AISI 4340 memiliki komposisi
senyawa yakni kadar karbon 0.34 %,
Silicon 0.30%, mangan 0.60&, Chromium
1.50%, molibdem 0.20% dan nickel
1.50%. Baja AISI 4340 ini telah
mengalami prehardenening dan tempering
sebelum mengalami perlakuan thermo-
mechanical (turning proces) pada 4
spesimen menggunakan variasi Depth Of
Cut pada spesimen kerja yaitu 0.1 mm, 0.2
mm, 0.3 mm, dan 0.4 mm. Dengan feed
rate yang konstan yaitu 50 mm/ref,
kecepatan putaran pada spindel yaitu 2.250
mm/detik. Dan proses pembubutan
sepanjang 70 mm dari panjang total 200
mm dengan waktu proses bubut adalah 1
menit 32 detik. Dengan mata pahat yang
telah ditumpulkan 2 mm menggunakan
(a)
(d)
(b)
(c)
Austenit sisa Bainit Atas Austenit sisa
Austenit sisa Bainit Bawah Austenit sisa
(a)
(d)
(b)
(c)
Austenit sisa Bainit Atas Austenit sisa
Austenit sisa Bainit Atas Austenit sisa
ix
Laporan Tugas Akhir
Jurusan Teknik Material dan Metalurgi
machine works Robert Habib (Genova)
dengan mata intan yang bertujuan untuk
memberbesar luasan kontak pada benda
kerja untuk memperbesar gesekan yang
akan menimbulkan panas untuk
meningkatkan temperatur pada spesimen
uji. Setelah di uji kekerasan dengan
microhardness test dari titik tepi ke tengah
sebesar 40.98 HRC dan di titik tepi sebesar
41.43 HRC rata-rata dari perbandingan
kedua titik sebesar 41.20 HRC.
4.2.2. Pembahasan Struktur Mikro
dan Kekerasan
Perubahan struktur mikro dan
angka kekerasan pada spesimen yang telah
mengalami proses pembubutan dengan
variabel kedalaman pemakanan potong 0.1
mm, 0.2 mm, 0.3 mm dan 0.4 mm di
pengaruhi oleh perubahantemperatur,
yakni laju pemanasan pada setiap
spesimen, holding time yang terjadi pada
spesimen, dan proses pendinginan pada
setiap spesimen.
Laju pemanasan pada setiap
spesimen hampir sama tetapi pada
diameter 0.4 mm laju pendinginan berada
di bawah A1 sehingga proses hardening
tidak terjadi, yang terjadi hanya proses
tempering.
Holding time pada setiap
spesimen terjadi pada saat mata pahat akan
meninggalkan bagian yang dipanaskan,
sehingga holding time pada proses ini
sangat singkat. Pada temperatur tinggi hal
ini juga memiliki pengaruh terhadap
perubahan struktur mikro pada setiap
spesimen.
Laju pendinginan pada setiap
spesimen berbeda-beda. Spesimen d = 0.2
mm memiliki laju pendinginan yang paling
cepat di antara spesimen lain, sehingga
angka kekerasannya paling tinggi di antara
spesimen lain. Sedangkan laju pendinginan
terendah adalah pada spesimen 0.1 mm
sehingga terbentuka angka kekerasan lebih
rendah di banding spesimen 0.2 dan 0.3
mm.
Untuk spesimen 0.4 mm tidak
terjadi pengerasan karena temperatur tidak
sampai pada titik A1 sehingga proses yang
terjadi hanya proses tempering. Sehingga
pengerasan lebih rendah daripada
spesimen lain.
Gambar. 4.19 laju pendinginan
pada spesimen yang mengalami proses
pembubutan.
Data dari hasil penelitian diketahui
ada perbedaan struktur mikro Raw
material dan spesimen yang telah
mengalami proses pembubutan. Dimana
proses pembubutan ini dilakukan dengan
Depth Of Cut 0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm
dan 0.4 mm. Dari hasil pengujian Struktur
mikro raw material menunjukkan struktur
mikro terdiri dari Austenit sisa dan Bainit
atas. Dimana struktur Austenit sisa
memiliki sifat ulet dan bainit atas
memiliki kekerasan yang tinggi. pada
spesimen awal ini cenderung memliki
kekerasan paling rendah dibanding struktur
pada spesimen yang telah mengalami
kekerasan permukaan dengan proses
bubut.
Sedangkan kedalaman pada
spesimen d = 0.1 mm dan 0.3 mm adalah
sebesar 6000 µm. Pada spesimen d = 0.2
kedalaman pengerasannya adalah sebesar
4500 µm. Untuk spesimen d = 0.4 mm
tidak terjadi pengerasan karena dalam
proses pembubutan ini terjadi proses
tempering.
4.2.3. Pembahasan Hasil XRD
Dari hasil pengujian XRD dan
hasil analisa dengan menggunakan
software MATCH dan PCPDFWIN
kamungkinan fasa yang terbentuk adalah
Fe-Ni. Hal ini dapat disimpulakn dari hasil
puncak tertinggi pada Fe-Ni pada 2ө =
44,683o dengan orientasi (110), 2ө=
82,361o dengan orientasi (211 ),
2ө=65,038o dengan orientasi (200). Hal ini
berdasarkan JCPDS card no 37-0474
dengan struktur kristalnya cubic.
Spesimen dengan d = 0.1 mm akan
tampak bahwa kristal yang dibutuhkan
untuk orientasi yang searah untuk
membentuk ukuran butir kristal tidak
terlalu banyak, hal ini dikarenakan
x
Laporan Tugas Akhir
Jurusan Teknik Material dan Metalurgi
diameter kristal berukuran besar.
Sedangkan pada baja AISI 4340 dengan
perlakuan pembubutan dengan d=0.2 mm
dengan besar kristal yang kecil untuk arah
kristal yang searah pada Depth Of Cut ini
cukup banyak sehingga menghasilkan
ukuran butir yang besar pada foto
mikronya. Dan dapat disimpulkan pula
semakin rendah ukuran kristal semakin
mudah membentuk kristal yang searah
sehingga menghasilkan bentuk martensit
yang ukuran besar.
4.2.4. Pembahasan Temperatur
Dari proses pembubutan terhadap
empat spesimen dengan variasi Depth Of
Cut yang berbeda-beda di ketahui
pengaruh gesekan mata pahat dengan
benda kerja sangat besar terhadap
temperatur permukaan benda kerja, ini
ditunjukkan dengan intensitas cahaya dari
hasil gesekan antar pahat dan benda kerja.
Pada proses ini intensitas cahaya yang
dihasilkan pada setiap spesimen adalah
berwarna kuning kemerah-merahan.
intensitas cahaya yang dihasilkan oleh
empat spesimen hampir sama, itu
dikarenakan yang sangat berpengaruh
terhadap temperatur adalah kecepatan
potong. Kecepatan potong yang digunakan
dalam benda kerja ini adalah 2250 mm/s.
Dari intensitas cahaya yang dihasilkan
perkiraan temperatur yang terjadi pada
proses ini adalah sebesar 850-900˚C.
Ditunjukkan dengan cahaya intensitas pada
temperatur tersebut sebanding dengan
cahaya intensitas pada temperatur colour
chart. Menurut standard katalog baja AISI
4340 temperatur hardeningnya adalah 830-
860˚C sehingga memungkinkan terjadi
pengerasan pada permukaan.
4.2.5. Pembahasan Hasil Foto
Makro
Dari hasil pengamatan makro pada
spesimen hasil proses pembubutan dengan
Depth Of Cut 0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm,
dan 0.4 mm tidak terlihat lapisan
melingkar yang disebut white layer. Secara
makro perubahan masih tidak terlalu
terlihat drastis di antara ke empat spesimen
yang ada, hal ini dikarenakan luasan
perubahan sifat pada spesimen yang sangat
empit. Untuk mengetahui perbedaan sifat
dan hasil pengerjaan proses bubut di
tentukan oleh struktur mikro yang
terbentuk dan perubahan kekerasan pada
setiap spesimen hasil pembubutan dengan
Depth Of Cut 0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm,
dan 0.4
5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
1. Berdasarkan hasil pengujian
Microhardness didapatkan angka
kekerasan tertinggi terlatak pada
depth of cut 0.2 mm sebesar 457 HV
(46 HRC). Sedangkan angka
kekerasan terendah pada penelitian ini
adalah pada depth of cut 0.4 mm
sebesar 412 HV (42 HRC) karena
pada proses ini terjadi proses
tempering.
2. Kedalaman pengerasan yang terjadi
pada setiap spesimen telah mengalami
proses proses pembubutan adalah
pada spesimen d = 0.1 mm dan 0.3
mm terjadi pengerasan sampai 6000
µm. Sedangkan pada spesimen d = 0.2
mm hanya terjadi pengersan sampai
4500 µm. Pada spesimen 0.4 tidak
mengalami pengerasan karena pada
spesimen ini hanya terjadi proses
tempering.
3. Dengan variasi Depth Of Cut yang
berbeda-beda yaitu 0.1 mm, 0.2 mm,
dan 0.3 mm dihasilkan fasa bainit
bawah dengan jumlah yang berbeda
pula. Hal ini dikarenakan sifat keras
yang dihasilkan oleh bainit bawah.
Sehingga banyaknya jumlah bainit
bawah sebanding dengan tingginya
kekerasan yang akan dihasilkan.
Untuk spesimen d = 0.4 mm tidak
terjadi pengerasan karena temperatur
pada permukaan spesimen tidak
mencapai temperatur A1, yang terjadi
hanya proses Tempering..
4. Berdasarkan pada hasil pengujian
XRD fasa yang terbentuk Fe-Ni
dengan diameter kristal terbesar pada
depth of cut 0.1 mm sebesar 172.048
Ǻ. Sedangkan diameter kristal
terkecil pada depth of cut 0.2 mm
sebesar 135.785 Ǻ. Dari hal ini
tampak bahwa arah kristal yang
searah pada depth of cut ini cukup
banyak sehingga menghasilkan
ukuran butir yang besar pada foto
mikronya yaitu fasa bainit bawah.
Dan dapat disimpulkan pula semakin
rendah ukuran kristal semakin mudah
xi
Laporan Tugas Akhir
Jurusan Teknik Material dan Metalurgi
membentuk kristal yang searah
sehingga menghasilkan bentuk bainit
bawah yang ukuran besar.
5.2. Saran
1. Adanya Studi eksperimen dengan
mengguankan media Quenching
untuk mengetahui pengaruh
Quenching terhadap kekerasan
permukaan.
2. Analisa karakterisasi dan mikro
struktur dengan menggunakan uji
SEM untuk mengetahui pengaruh
perlakuan Thermomekanik.
3. Adanya studi eksperimen pengerasan
permukaan baja secara
thermomekanik menggunakan
temperatur benda kerja, temperatur
pahat dan gaya potong pahat sebagai
respon
4. Adanya studi eksperimen pengerasan
baja secara thermomekanik dengan
menggunakan baja jenis lain.
6. DAFTAR PUSTAKA
Chuo, K.Y.2002. “Surface hardening of
AISI 4340 steel by machining a
preliminery investigation”. Journal of
Material Processing Technology.
124.pp.171-177.
Chuo,K.Y. and Hui,S.2005. “Thermal
Modeling for white layer predictions in
finish hard turning”. International Journal
of Machine Tools & Manufacture.
45.pp.481-495.
Chuo,K.Y. and Evans, Chris J.1999.
“White layers and thermal modeling of
hard turned surfaces”. International
Journal of Machine Tools & Manufacture.
39.pp.1863-1881.
Astakhof, Viktor P.1999. “Metal Cutting
Mechanics. 1st Ed”. CRC Press. New
York, pp.127-142.
Marsyahyo, Eko.2003.”Mesin Perkakas
Pemotongan Logam”.Toga mas. Malang
Wahyudi, Bagus.2007.”Studi Eksperimen
Pengerasan Permukaan baja AISI 4337
pada Proses Pembubutan Menggunakan
Pahat Insert Karbida”. Program Magister
ITS, Surabaya.
Suherman, Wahid.1998.” Ilmu Logam I”.
Institut Teknologi Sepuluh nopember.
Surabaya
Suherman, Wahid.1998.” Ilmu Logam II”.
Institut Teknologi Sepuluh nopember.
Surabaya
Suherman, Wahid.1998.”Perlakuan
Panas”. Institut Teknologi Sepuluh
nopember. Surabaya
Avner, Sidney H.1974.”Introduction to
Physical Metallurgy 2nd
Ed”. Exclusif
Rights By Mc Graw-Hill Book Co,
Singapore
Krauss, George.1980.”Principles of Heat
Traetment of Steel”.American Society for
Metals. United State of America.
..............,ASM Metals Handbook Vol 09.
2004. ”Metallography and
Microstructures”.
..............,ASTM E384-99ɛ1
. 2000.
”Standard Test Method for
Microindentation Hardness of Materials”.
ASTM International. United States.
..............,ASTM E3-01. 2001. ”Standard
Guide of Metallographic Specimens”.
ASTM International. United States.
..............,ASTM E 140-02. 2001.
”Standard Hardness Conversion Tables
for Metals Relationship Among Brinell
Hardness, Vickers Hardness, Rockwell
Hardness, Superficial Hardness, Knoop
Hardness, and Scieroscope Hardness1”.
ASTM International. United States.