Perpustakaan Digital ITB

Perlakuan panas cepat (rapid heat treatment) muncul sebagai metode alternatif dalam rekayasa material, menawarkan solusi ganda berupa peningkatan performa baja dan keberlanjutan lingkungan (sustainability). Metode ini memanfaatkan laju pemanasan induksi yang tinggi dengan durasi yang singkat, sehingga secara drastis meningkatkan efisiensi energi dan mengurangi emisi karbon operasional dibandingkan metode konvensional. Pada rekayasa metalurgi fisik, perlakuan panas cepat ini memungkinkan pengendalian terhadap kinetika transformasi fasa dan penghalusan butir (grain refinement), yang sangat penting untuk mencapai keseimbangan sifat mekanik antara kekuatan dan ketangguhan serta secara efektif menghindari fenomena kegetasan tempered martensite embrittlement (TME). Namun, pemahaman komprehensif mengenai bagaimana waktu penahanan yang sangat singkat ini mempengaruhi evolusi struktur mikro yang kompleks dan stabilitas fasa masih terbatas. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk menginvestigasi pengaruh waktu penahanan singkat pada perlakuan tempering cepat terhadap perubahan struktur mikro dan sifat mekanik baja karbon sedang. Percobaan dilakukan dengan karakterisasi awal mencakup uji kekerasan Vickers, uji tarik, uji impak charpy, karakterisasi metalografi, dan pengujian komposisi kimia menggunakan spektroskopi emisi optik pada sampel as received. Kemudian dilakukan perlakuan panas konvensional terdiri dari austenisasi pada 900 ? selama 30 menit, quenching dengan media oli, dan tempering selama 1 jam dengan variasi suhu 150 ?, 250 ?, dan 300 ? dalam muffle furnace. Percobaan lainnya dilakukan perlakuan panas cepat dengan tanur induksi terdiri dari austenisasi ditahan selama 25 detik mencapai suhu 900 ? dilanjutkan quench oli, dan tempering mencapai suhu yang sama seperti tempering konvensional dengan waktu penahanan 5, 8, dan 10 detik. Setelah perlakuan panas, dilakukan karakterisasi menggunakan uji kekerasan Vickers, uji tarik, uji impak charpy, serta metalografi dan fraktografi dengan scanning electron microscopy. Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi waktu penahanan pada tempering cepat berpengaruh signifikan terhadap sifat mekanik, di mana energi impak (30,6 J/cm²), kekuatan luluh (1430 MPa), kekuatan tarik (1768,79 MPa), dan persen elongasi (12,32%) mencapai nilai puncaknya pada waktu penahanan 8 detik sebelum kembali menurun, sementara nilai kekerasan cenderung linear dan stabil. Secara mikrostruktur, perlakuan ini menghasilkan fasa martensit dengan bilah yang heterogen, struktur bainit, undissolved carbide, dan morfologi patahan campuran quasi-cleavage dan dimple. Jika dibandingkan dengan perlakuan panas konvensional, tempering cepat menunjukkan keunggulan pada nilai energi impak dan menghasilkan ukuran bidang patahan getas yang cenderung lebih kecil, meskipun sifat mekanik lainnya tidak lebih unggul serta menghasilkan heterogenitas struktur mikro yang tidak didapati pada metode konvensional.