Pengaruh Struktur Mikro Terhadap Sifat Mekanis Baja Hss Asp 23 Untuk Bahan Mata Pisau Pemanen Sawit
i
ABSTRAK
Perlakuan panas (heat treatment) secara terkontrol pada bahan HSS ASP 23
adalah untuk memperbaiki sifat-sifat mekanis pada bahan. Salah satu metode
perlakuan panas tersebut adalah dengan proses quenching dan tempering terhadap
baja high speed steel (HSS) ASP 23. Proses ini dilakukan pada temperatur
austenite (1050ºC) selama 60 menit kemudian didinginkan dengan air es
(mendekati 0ºC) dan oli SAE 40, kemudian di tempering pada temperature 300ºC,
350ºC, 400ºC, 450ºC, dan 500ºC dengan lama waktu penahanan 60 menit. Hasil
pengujian memperlihatkan nilai kekerasan optimum adalah 637,4 BHN dengan
diameter butir 5,2 μm setelah quenching oli dan 587,2 BHN dengan diameter
butur 6,5 μm setelah di-temper pada suhu 300ºC quenching oli. Hasil pengujian
tarik maksimum untuk tegangan luluh (yield strength) sebesar 3070,53 MPa pada
hardening quenching air es dan tegangan batas (ultimate strength) sebesar
3281,67 MPa pada hardening quenching oli. Dan Hasil pengujian fatique pada
bahan tanpa perlakuan diperoleh kekuatan lelah maksimum pada siklus
4,9266x106 rpm selama 4830 menit, hardening oli pada siklus 3,723x105 rpm
selama 365 menit, tempering 300°C quenching oli pada siklus 1,0098x106 rpm
selama 990 menit dengan beban masing-masing 7 kg. Pada pengujian kekerasan
dan pengujian tarik semakin kecil diameter butir material maka kekerasan dan
kekuatan tarik material meningkat. Namun pada hasil pengujian fatique semakin
kecil diameter butir maka life time nya semakin menurun dan semakin besar
diameter butir maka life timenya semakin meningkat. Setelah mengalami proses
heat treatment terhadap baja HSS ASP 23 maka nilai kekerasannya lebih unggul
dibandingkan dengan baja karbon sedang (bekas per daun mobil) yakni dengan
kekerasan 349,8 BHN (1). Setelah menghubungkan antara diameter butir dengan
sifat mekanis maka hasilnya berbanding terbalik sesuai dengan rumus yang
dikemukakan oleh Hall and Petch Method.
Kata Kunci : Sifat Mekanis, Diameter butir, Baja Kecepatan Tinggi, HSS,
perlakuan panas.
Universitas Sumatera Utara
ii
ABSTRACT
Heat treatment (heat treatment) in a controlled manner on the ASP HSS material
23 is to improve the mechanical properties of the material. One method of heat
treatment is the process of quenching and tempering of steel to high speed steel
(HSS) ASP 23. This process is carried out at a temperature of austenite (1050 º C)
for 60 minutes and then cooled with ice water (near 0ºC) and oil SAE 40, then
tempering at temperatures of 300ºC, 350ºC, 400ºC, 450ºC and 500ºC with long
holding time of 60 minutes. The test results showed the optimum value is 637.4
BHN hardness with grain size of 5.2 μm after quenching oil and 587.2 BHN butur
diameter of 6.5 μm after being tempered at a temperature of 300ºC oil quenching.
Test results for the maximum tensile yield strength (yield strength) of 3070.53
MPa in ice water quenching hardening and strength limits (ultimate strength) of
3281.67 MPa at hardening quenching oil. And fatigue test results on material
obtained without treatment cycle fatigue strength maximum at 4.9266 x106 rpm
for 4830 minutes, oil hardening cycle 3.723x105 rpm for 365 minutes, 300°C
tempering quenching oil at 1.0098x106 rpm for 990 minutes with a load 7 kg each.
In testing the hardness and tensile testing of the smaller diameter of the grain
material hardness and tensile strength of the material increases. However, the
results of fatigue testing the smaller diameter of the grains then his life time
decreases and hence the larger the grain size increasing its life time. After
experiencing the process of heat treatment on HSS steel ASP 23, then the value of
superior hardness compared to carbon steel medium (former automobile leaf
springs) that the hardness 349.8 BHN(1). After connecting the grain size with
mechanical properties that result inversely according to the formula proposed by
Hall and Petch Method.
Keywords: Mechanical Properties, grain size, high speed steel, HSS, heat
treatment.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Perlakuan panas (heat treatment) secara terkontrol pada bahan HSS ASP 23
adalah untuk memperbaiki sifat-sifat mekanis pada bahan. Salah satu metode
perlakuan panas tersebut adalah dengan proses quenching dan tempering terhadap
baja high speed steel (HSS) ASP 23. Proses ini dilakukan pada temperatur
austenite (1050ºC) selama 60 menit kemudian didinginkan dengan air es
(mendekati 0ºC) dan oli SAE 40, kemudian di tempering pada temperature 300ºC,
350ºC, 400ºC, 450ºC, dan 500ºC dengan lama waktu penahanan 60 menit. Hasil
pengujian memperlihatkan nilai kekerasan optimum adalah 637,4 BHN dengan
diameter butir 5,2 μm setelah quenching oli dan 587,2 BHN dengan diameter
butur 6,5 μm setelah di-temper pada suhu 300ºC quenching oli. Hasil pengujian
tarik maksimum untuk tegangan luluh (yield strength) sebesar 3070,53 MPa pada
hardening quenching air es dan tegangan batas (ultimate strength) sebesar
3281,67 MPa pada hardening quenching oli. Dan Hasil pengujian fatique pada
bahan tanpa perlakuan diperoleh kekuatan lelah maksimum pada siklus
4,9266x106 rpm selama 4830 menit, hardening oli pada siklus 3,723x105 rpm
selama 365 menit, tempering 300°C quenching oli pada siklus 1,0098x106 rpm
selama 990 menit dengan beban masing-masing 7 kg. Pada pengujian kekerasan
dan pengujian tarik semakin kecil diameter butir material maka kekerasan dan
kekuatan tarik material meningkat. Namun pada hasil pengujian fatique semakin
kecil diameter butir maka life time nya semakin menurun dan semakin besar
diameter butir maka life timenya semakin meningkat. Setelah mengalami proses
heat treatment terhadap baja HSS ASP 23 maka nilai kekerasannya lebih unggul
dibandingkan dengan baja karbon sedang (bekas per daun mobil) yakni dengan
kekerasan 349,8 BHN (1). Setelah menghubungkan antara diameter butir dengan
sifat mekanis maka hasilnya berbanding terbalik sesuai dengan rumus yang
dikemukakan oleh Hall and Petch Method.
Kata Kunci : Sifat Mekanis, Diameter butir, Baja Kecepatan Tinggi, HSS,
perlakuan panas.
Universitas Sumatera Utara
ii
ABSTRACT
Heat treatment (heat treatment) in a controlled manner on the ASP HSS material
23 is to improve the mechanical properties of the material. One method of heat
treatment is the process of quenching and tempering of steel to high speed steel
(HSS) ASP 23. This process is carried out at a temperature of austenite (1050 º C)
for 60 minutes and then cooled with ice water (near 0ºC) and oil SAE 40, then
tempering at temperatures of 300ºC, 350ºC, 400ºC, 450ºC and 500ºC with long
holding time of 60 minutes. The test results showed the optimum value is 637.4
BHN hardness with grain size of 5.2 μm after quenching oil and 587.2 BHN butur
diameter of 6.5 μm after being tempered at a temperature of 300ºC oil quenching.
Test results for the maximum tensile yield strength (yield strength) of 3070.53
MPa in ice water quenching hardening and strength limits (ultimate strength) of
3281.67 MPa at hardening quenching oil. And fatigue test results on material
obtained without treatment cycle fatigue strength maximum at 4.9266 x106 rpm
for 4830 minutes, oil hardening cycle 3.723x105 rpm for 365 minutes, 300°C
tempering quenching oil at 1.0098x106 rpm for 990 minutes with a load 7 kg each.
In testing the hardness and tensile testing of the smaller diameter of the grain
material hardness and tensile strength of the material increases. However, the
results of fatigue testing the smaller diameter of the grains then his life time
decreases and hence the larger the grain size increasing its life time. After
experiencing the process of heat treatment on HSS steel ASP 23, then the value of
superior hardness compared to carbon steel medium (former automobile leaf
springs) that the hardness 349.8 BHN(1). After connecting the grain size with
mechanical properties that result inversely according to the formula proposed by
Hall and Petch Method.
Keywords: Mechanical Properties, grain size, high speed steel, HSS, heat
treatment.
Universitas Sumatera Utara