PENGARUH PERLAKUAN PANAS QUENCHING SERTA VARIASI SUHU DAN TIME HOLDING TEMPERING TERHADAP SIFAT MEKANIS, KETAHANAN AUS DAN STRUKTUR MIKRO BAJA AISI 4340

LEONARDUS HERJUNO, Dr. Ir. Subarmono M.T.,P.E.

2018 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Baja AISI 4340 adalah baja paduan rendah yang telah melewati proses pre-hardening sehingga baja AISI 4340 memiliki kekerasan yang homogen, kuat, dan memiliki hardenability yang baik. Baja AISI 4340 merupakan machinery steel yang umumnya digunakan sebagai bahan baku alat-alat bedah medis dan mesin pengeboran pada industri pertambangan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sejauh mana pengaruh variasi suhu dan time holding tempering terhadap sifat mekanis dan karakteristik struktur mikro material. Perlakuan panas yang dilakukan pada spesimen uji yaitu pemanasan hingga suhu austenisasi 1050oC dalam furnace dengan heat rate 5oC/menit dimulai dari suhu kamar. Spesimen ditahan pada suhu 1050oC selama dua jam dan kemudian dicelupkan ke dalam wadah berisi media pendingin air. Setelah diberikan perlakuan quenching, spesimen kemudian diberi perlakuan panas tempering dengan variasi suhu 200oC, 300oC, 400oC, 500oC, dan 600oC dengan variasi time holding selama satu dan dua jam. Setelah melalui perlakuan panas tempering, dilakukan pengujian yang meliputi uji kekerasan metode vickers, uji keausan metode ogoshi, dan uji ketangguhan impact dengan metode charpy, serta pengamatan struktur mikro. Dari hasil pengujian kekerasan, perlakuan panas quenching dapat meningkatkan kekerasan hingga 398,876 kgf/mm2. Kekerasan material akan menurun bila diberikan perlakuan panas tempering dengan suhu yang tinggi dan holding time yang lama. Kemudian dari hasil pengujian ketangguhan impact, material yang diberi perlakuan quenching akan memiliki nilai ketangguhan impact yang rendah. Sementara nilai ketangguhan impact tertinggi terjadi pada spesimen yang diberikan perlakuan panas tempering pada suhu 600oC dengan holding time 2 jam yaitu sebesar 0,909 Joule/mm2. Selain itu nilai keausan spesifik tertinggi pada baja yang telah diberi perlakuan panas tempering pada suhu 600oC dengan time holding 2 jam yakni sebesar 1,76x10-8 mm2/kg. Adapun dari pengamatan struktur mikro, material baja AISI 4340 menghasilkan butiran karbida yang semakin besar seiring meningkatnya suhu tempering yang diberikan. Kandungan martensite hilang pada saat spesimen di-tempering pada suhu tinggi.

AISI 4340 steel is a low alloy steel that has passed the pre-hardening process so that AISI 4340 steel has a homogeneous hardness, strong, and has good hardenability. AISI 4340 steel is a machinery steel that commonly used as raw material for medical surgical instruments and drilling machines in the mining industry. This study aims to determine the extent of influence of temperature variation and time holding tempering on the mechanical properties and characteristics of the material microstructure. The heat treatment carried out on the test specimen is heating up the specimen to austenisation temperature 1050oC in the furnace with a heat rate of 5oC / min starting from room temperature. The specimen was held at 1050 ����¯�¿�½���¯���¿���½����¯�¿�½������° C for two hours and then immersed in a container containing a water cooling as a medium. After the quenching treatment, the specimen was given tempering treatment with temperature variations of 200oC, 300oC, 400oC, 500oC, and 600oC with variation of holding time for one and two hours. After the tempering treatment, the specimen was given a test which consisted of hardness test of vickers method, ogoshi wear test, and impact toughness test with charpy method, and micro structure observation. From the results of hardness testing, quenching heat treatment can increase hardness up to 398.876 kgf / mm2. The hardness of the material will decrease when tempering heat treatment is given with higher temperature and longer holding time. Then from the results of impact toughness testing, the material treated with quenching will have a low impact toughness value. While the highest impact toughness value occurs at a temperature of 600oC with a holding time of 2 hours is 0.909 Joule / mm2. And also the highest specific wear values on tempering heat steel occur at temperature 600oC with a 2-hour holding time is 1.76x10-8 mm2/kg. As the observation of the microstructure, AISI 4340 steel material produces larger carbide grains when the tempering temperature increases. The martensite content is lost when the specimen is placed at high temperatures.

Kata Kunci : AISI 4340, quenching, tempering, wear, hardness, impact toughness