ANALISA PROSES DOUBLE HARDENING TERHADAP KEKUATAN MATERIAL S48 PADA KOMPONEN AXLE SHAFT

Abstract

Axle shaft adalah Salah satu komponen penting dalam sistem transmisi kendaraan dan berfungsi mentransmisikan tenaga yang ada dari mesin ke dalam roda penggerak. Axle shaft mengalami berbagai macam beban selama beroperasi, beban puntir, beban lentur, serta beban kejut. Kombinasi beban ini berpotensi menyebabkan deformasi plastis, retak, dan akhirnya kegagalan material. Material baja yang digunakan adalah dengan karbon menengah seperti S48dan sifat mekanik material S48 harus di tingkatkan melalui metode melalui proses perlakuan panas hardening. dan untuj meningkatkan kekerasan serta keuletan pada material maka di perlukan Proses Double Hardening. Maka dari itu pada tugas akhir ini, penulis  meneliti tentang Analisa pengaruh proses Double Hardening terhadapa material S48 pada komponen Axle Shaft.  Penelitian ini menggunakan metode eksperimen. pengujian ini dilakukan dengan cara. konsep 1 (proses reguler), konsep 2 (2x hardening dan 1x Tempering), konsep 3 (2x hardening dan 2x Tempering), kemudian kita lakukan penelitian melalui pengujian Microstructure, Kekerasan (HV), Fatique dan Statuque. Dari hasil pengujian microstructure proses double hardening tidak mempengaruhi struktur mikro pada masing masing aera utama, kemudian untuk hasil penegecekan kekerasan material terdapat konsep 1 (hardening normal) untuk kedalaman kekerasannya lebih rendah dibandingkan dengan kondisi konsep 2 & 3 (hardening 2x). konsep 2 kekerasannya limit atas dari standard, sedangkan konsep 3 nilai kekerasannya over keluar dari toleransi standard. Untuk hasil pengujian fatique semua konsep 1, 2 dan 3 memenuhi standard, dimana siklus kegagalan tercapai diatas 200.000 cycle semua yaitu 253.000 cycle dan tidak mengalami patah. Kemudian untuk hasil pengujian statique semua konsep 1, 2 dan 3 aman semua masuk dalam standar karena patah di area spline (sudah sesuai standard drawing part). Jadi konsep 1 paling ulet dengan hasil torsi yang didapatkan yaitu 4356,734 Nm dan untuk sudut patahnya sebesar 39,192º. Dari semua penelitian yang di lakukan merekomendasikan konsep 2 yang paling bagus untuk dipakai, sebab tidak mengalami over standar, serta dari hasil uji material menunjukan hasil kekerasan serta keuletan yang masih dalam batas standar toleransi yang di tentukan.

Kata Kunci: Axle Shaft, Baja S48, Hardening, Tempering, Microstructure, Kereasan (HV), Uji momen Puntir, Statique dan Fatique

Abstract

          The axle shaft is one of the crucial components in a vehicle's transmission system, functioning to transmit power from the engine to the drive wheels. The axle shaft is subjected to various loads during operation, including torsional loads, bending loads, and impact loads. These combined stresses can potentially lead to plastic deformation, cracking, and eventually material failure. The steel material used is medium carbon steel such as S48, and the mechanical properties of S48 must be enhanced through heat treatment methods, specifically hardening. To further improve hardness and toughness, a Double Hardening process is required. Therefore, in this final project, the author investigates the analysis of the effect of the Double Hardening process on S48 material used in axle shaft components. This study uses an experimental method. The testing is conducted using three treatment concepts: Concept 1 (regular hardening), Concept 2 (double hardening and one-time tempering), and Concept 3 (double hardening and double tempering). The analysis includes microstructure observation, hardness testing (HV), fatigue testing, and static testing. The microstructure test results show that the double hardening process does not significantly alter the microstructure in the main areas. In terms of material hardness, Concept 1 (normal hardening) results in shallower hardness depth compared to Concept 2 & 3 (double hardening). Concept 2 yields hardness at the upper limit of the standard, while Concept 3 exceeds the standard tolerance. In the fatigue test, all concepts (1, 2, and 3) meet the standard, with failure cycles exceeding 200,000—specifically 253,000 cycles—and none of the specimens broke. For the static test, all concepts meet the standard, as fractures occurred in the spline area (according to the standard part drawing). Concept 1 showed the highest ductility with a torque value of 4356.734 Nm and a fracture angle of 39.192º. From all the tests conducted, Concept 2 is recommended as the best option, as it does not exceed the standard limits and shows optimal material hardness and toughness within the acceptable tolerance range.

Keywords: Axle Shaft, S48 Steel, Hardening, Tempering, Microstructure, Hardness (HV), Torsional Test, Static and Fatigue Test