BAB III Metode Penelitian
4.2. Pembahasan
4.2.2. Analisis Mikrostruktur
Hasil pengamatan mikrostruktur baja karbon menengah dengan alat Metal Microscopy menunjukkan bahwa seperti yang terlihat pada gambar 4.3 dimana struktur dari baja karbon menengah tanpa perlakuan (bahan original) adalah struktur ferit perlit. Demikian juga pada proses karburasi selama 2 jam,4 jam, 6 jam, dan 8 jam juga menunjukkan struktur ferit perlit. Sedangkan struktur martensit perlit terlihat pada mikrostruktur baja karbon menengah setelah dilakukan proses quenching dengan menggunakan Oli Mesran SAE 40.
Proses karburasi dan proses quenching yang dilakukan menyebabkan terjadinya perubahan struktur butiran dan ukuran yang menunjukkan kekerasan dari baja karbon menengah berbeda-beda. Butiran yang besar dan kasar menunjukkan nilai kekerasan lebih rendah dibandingkan dengan butiran yang kecil dan lebih halus.
Struktur ferit perlit yang semakin besar terlihat pada proses karburasi seperti pada gambar 4.3 jelas terjadi perubahan strukturnya bila dibandingkan dengan bahan originalnya pada gambar 4.4 demikian pula selanjutnya untuk proses karburasi yang lainnya. Sedangkan struktur perlit dan martensit jelas
terlihat pada gambar 4.8 dan 4.9 yaitu merupakan struktur martensit perlit setelah dilakukan proses pendinginan (quenching) menggunakan Oli Mesran SAE 40.
Untuk proses karburasi setelah didinginkan diperoleh struktur butiran yang halus dan ukurannya yang kecil yang menunjukkan nilai kekerasannya semakin meningkat. Pada gambar 4.10 dan 4.11 terlihat struktur yang di dapat perlit dan martensit namun ukuran dan susunannya semakin teratur dan rapat. Hal inilah yang membuat kekerasan dari bahan yang semakin meningkat.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan pengaruh waktu pada proses karburasi terhadap kekerasan dan mikrostruktur pada baja karbon menengah dapat di simpulkan :
1. Pengaruh waktu pada proses karburasi terhadap kekerasan dan mikrostruktur baja karbon menegah sangat besar dengan peningkatan kekerasan baja karbon menengah sebesar 47,565% setelah dilakukan proses quenching menggunakan oli Mesran SAE 40
2. Pada proses karburasi baja karbon menengah setelah dilakukan proses quenching dengan media pendingin oli Mesran SAE 40 memberikan hasil kekerasan yang terbaik pada proses karburasi dengan waktu 8 jam dengan kekerasaan permukaan mencapai 256,864 kgf/mm2
3. Pada proses karburasi 8 jam di peroleh struktur perlit ferit sebelum proses quenching dan setelah proses quenchig dilakukan dengan media pendingin adalah oil struktur mikro yang terbentuk adalah martensit dengan perbesaran 500x.
5.2. Saran
Berdasarkan hasil penelitian dan setelah melihat data dan pembahasan maka disarankan :
1. Untuk penelitian selanjutnya ada baiknya dilakukan penambahan sampel untuk uji tarik dan perlu dilakukan pengujian komposisi kimia baja karbon menengah untuk mengetahui peningkatan kandungan unsur karbon dalam baja.
2. Perlu kiranya dilakukan penelitian selanjutnya untuk pengamatan mikrostrukturnya digunakan alat yang lebih canggih seperti Scanning Elecktron Microscopy ataupun yang lainnya.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Baja
Baja termasuk logam fero dan logam karbon. Dimana komposisi dasar terdiri dari besi (Fe) dan karbon (C). Walaupun baja dapat didefenisikan sebagai campuran karbon dan besi, tetapi tidak ada satu jenis baja pun yang hanya terdiri dari dua elemen ini. Karena proses pembuatan dan sifat-sifat alamiah dari bahan-bahan mentah yang digunakan, semua baja mengandung bahan-bahan mentah yang digunakan, semua baja mengandung bahan-bahan lain yang tidak murni dalam jumlah kecil yang bervariasi, seperti fosfor (P), mangan (Mn), silikon (Si), dan sulfur (S) bercampur dengan elemen-elemen sisa lainnya.Kandungan karbon dalam baja sekitar 0,1 – 1,7 %, sedangkan unsur lain dibatasi persentasenya. Persentase dari unsur-unsur tersebut sangat mempengaruhi sifat dasar logam baja yang dihasilkan.Produk baja sangat banyak digunakan dalam bidang teknik maupun industri, hal ini meliputi 95% dari produk logam baja. Untuk penggunaan tertentu baja merupakan satu-satunya logam yang meliputi persyaratan teknis maupun ekonomi. Sebelum baja digunakan, perlu diketahui komposisi dari unsur-unsur baja tersebut agar tidak terjadi kesalahan dalam penggunaanya (Amanto, 1999).
Ada beberapa cara mengklasifikasikan baja, yaitu :
1. Menurut cara pembuatannya : Baja Bessemer, Baja Siemen Martin, Baja Listrik.
2. Menurut pemakaiannya : Baja perkakas, Baja Mesin, Baja Konstruksi, Baja Pegas, dan Baja Tahan Karat.
3. Menurut kekuatan atau sifat mekanisnya : Baja Kekuatan Lunak, Baja Kekuatan Tinggi.
Hipereutektoid, Baja Austenit, Baja Ferrit, dan Baja Martensit. 5. Menurut komposisi kimianya : Baja Karbon, Baja paduan.
6. Menurut proses laku panasnya : Baja Keras Air, dan Baja Keras Minyak. (Surdia, 1995)
2.1.1 Baja karbon
Menurut komposisi kimianya, baja dapat dibagi dua kelompok besar, yaitu : baja karbon dan baja paduan. Baja karbon bukan berarti baja yang sama sekali tidak mengandung unsur lain, selain besi dan karbon. Baja karbon masih mengandung sejumlah unsur lain tetapi masih dalam batas-batas tertentu yang tidak banyak berpengaruh terhadap sifatnya. Unsur-unsur ini biasanya merupakan ikatan yang berasal dari proses pembuatan baja seperti mangan dan silikon dan beberapa unsur pengotoran, seperti belerang, fosfor, oksigen, dan nitrogen yang biasanya ditekan sampai kadar yang sangat kecil. Baja karbon dapat digolongkan menjadi tiga bagian berdasarkan jumlah kandungan karbon, yaitu :
1. Baja Karbon Rendah ( Low Carbon Steel )
Baja ini disebut baja ringan ( mild steel ) atau baja perkakas, baja karbon rendah bukan baja yang keras, karena kandungan karbonnya rendah kurang dari 0,3%. Baja ini mempunyai sifat seperti lunak, mudah dibentuk, dilas, dan dikerjakan dengan mesin sehingga dapat dijadikan mur, baut, batang tarik dan perkakas silinder.
2. Baja Karbon Menengah ( Medium Carbon Steel )
Baja karbon menengah mengandung karbon 0,3 - 0,6% dan kandungan karbonnya memungkinkan baja untuk dikeraskan sebagian dengan pengerjaan panas (Heat – Treatment) yang sesuai. Baja karbon menengah digunakan untuk sejumlah peralatan mesin seperti roda gigi otomotif, batang torak, rantai, dan pegas.
3. Baja Karbon Tinggi ( High Carbon Steel )
Baja karbon tinggi mengandung karbon 0,6 – 1,5%. Pembentukan baja ini dilakukan dengan cara menggerinda permukaannya, misalnya bor dan batang dasar. Baja ini digunakan untuk peralatan mesin- mesin berat, batang pengontrol (Alexander, 1991)
2.1.2 Baja paduan
Baja paduan yaitu baja yang dicampur denga satu atau lebih unsur campuran. Seperti nikel, kromium, molibdenum, vanadium, mangan, dan wolfram yang berguna untuk memperoleh sifat-sifat baja yang dikehendaki ( kuat, keras, liat ), tetapi unsur karbon tidak dianggap sebagai salah satu unsur campuran. Kombinasi antara dua atau lebih unsur campuran memberikan sifat khas dibandingkan dengan menggunakan satu unsur campuran, misalnya baja yang dicampur dengan unsur kromium dan nikel akan menghasilkan baja yang mempunyai sifat keras dan kenyal (sifat logam ini membuat baja dapat dibentuk dengan cara dipalu, ditempa, digiling dan ditarik tanpa mengalami patah atau retak-retak). Jika baja yang dicampur dengan kromium dan molibden ,akan mengahasilkan baja yang mempunyai sifat keras yang baik dan sifat kenyal yang memuaskan serta tahan terhadap panas. (Amanto, 1999)
2.2 Unsur Campuran Pada Baja
1. Unsur Campuran Dasar (Karbon)
Unsur karbon adalah unsur campuran yang paling penting dalam pembentukan baja. Jumlah persentase dan bentuknya membawa pengaruh yang amat besar terhadap sifatnya. Tujuan utama penambahan unsur lain ke dalam baja adalah untuk mengubah pengaruh dari karbon. Unsur karbon dapat bercampur dalam besi dan baja setelah didinginkan secaa perlahan-lahan pada temperatur kamar dalam bentuk sebagai berikut :
a) Larut dalam besi untuk membentuk larutan pada ferit yang mengandung karbon di atas 0,006 pada temperatur sekitar 725ºC. Ferit bersifat lunak, tidak kuat dan kenyal.
b) Sebagai campuran kimia dalam besi, campuran ini disebut sebagai sementit (Fe3C) yang mengandung 6,67% karbon. Sementit bersifat keras dan rapuh.
2. Unsur Campuran Lain
Di samping campuran kimia dan besi, juga terdapat unsur-unsur campuran lainnya yang jumlah persentasenya dikontrol. Unsur-unsur tersebut adalah forpor (P), sulfur (S), mangan (Mn), dan silikon (Si). Pengaruh unsur tersebut pada baja adalah sebagai berikut :
a) Unsur fospor (P)
Unsur fosfor membentuk larutan besi fosfida. Baja yang mempunyai titik cair yang rendah tetap menghasilkan sifat yang keras dan rapuh. Baja mengandung unsur fosfor sekitar 0,05%.
b) Unsur Sulfur (S)
Unsur sulfur membahayakan sulfida yang mempunyai titik cair rendah dan rapuh. Kandungan sulfur harus dijaga agar serendah-rendahnya sekitar 0,05%.
c) Unsur Silikon (Si)
Unsur ini menurunkan kemampuan pengubahan bentuk dingin oleh karena itu hanya diijinkan 0,2% Si. Si meningkatkan sifat tahan elektris dan digunakan di lempeng dinamo. Silikon membuat baja tidak stabil, tetapi unsur ini menghasilkan lapisan grafit yang menyebabkan baja tidak kuat. Baja mengandung silikon sekitar 0,1 – 0,3%.
d) Unsur Mangan (Mn)
Dapat menaikan kekuatan dengan menurunkan kecepatan pendinginan kritis yang diperlukan untuk memperoleh struktur martensit. Penambahan unsur mangan didalam baja paduan menambah kekuatan dan ketahanan panas baja paduan itu serta penampilan yang lebih bersih dan berkilat.Unsur mangan yang bercampur dengan sulfur akan menghasilkan mangan sulfida dan diikuti pembentukan besi sulfida. Baja mengandung mangan lebih dari 1%.
e) Nikel (Ni)
Nikel mempertinggi kekuatan dan regangannya sehingga baja paduan ini menjadi liat dan tahan tarikan serta tahan karat atau korosi. Oleh karena itu, baja paduan ini biasa digunakan untuk membuat sudu-sudu turbin, roda gigi, bagian-bagian mobil dan sebagainya.
f) Krom (Cr)
Unsur ini memberikan kekuatan dan kekerasan baja meningkat serta tahan karat dan tahan aus. Penambahan unsur kromium biasanya diikuti dengan penambahan nikel. Biasanya baja paduan ini digunakan untuk bahan poros dan roda gigi.
g) Kobalt (Co)
Penambahan unsur ini akan memperbaiki sifat kekerasan baja meningkat dan tahan aus serta tetap keras pada suhu yang tinggi. Baja paduan ini banyak digunakan untuk konstruksi pesawat terbang atau konstruksi yang harus tahan panas dan tahan aus. (Rizal, Taufan, 2005)
2.2.1 Pengaruh Unsur Campuran
Pengaruh unsur campuran sulit diketahui secara tepat untuk tiap unsur campuran karena pengaruhnya tergantung pada jumlah campuran yang digunakan dalam baja.
a. Pengaruh Unsur Campuran Terhadap Perlakuan Panas Baja karbon mempunyai kecepatan pendinginan kritis yang tinggi, artinya pendingin harus secara drastis jika ingin menghasilkan struktur lapisan martensit. Pendinginan yang drastis menyebabkan terjadi destorsi atau pecahan-pecahan pada baja, apabila dikurangi kecepatan kritis dengan membuat austenit berubah maka struktur martensit dapat dihasilkan dengan jalan pendinginan kritis tetap dikurangi maka dapat digunakan pendinginan udara.
b. Pengaruh Unsur Campuran Terhadap Sifat-sifat Baja
Sifat baja pada saat digunakan tergantung pada dasarnya reaksi terhadap perlakuan panas dang pengaruh yang akan diuraikan, yaitu syarat-syarat yang berhubungan langsung dengan kondisi pemakaiannya. Pengaruh akan diperoleh sebagai hasil dari pengerjaan panas yang sesuai. (Mawani,2007).
2.3. Perlakuan Panas (Heat Treatment)
Untuk memperbaiki sifat – sifat mekanis suatu logam perlu adanya suatu perlakuan panas. Perlakuan panas adalah suatu proses pemanasan dan pendinginan logam dalam keadaan padat untuk mengubah sifat – sifat fisis logam tersebut. Melalui perlakuan panas yang tepat,tegangan dalam dapat dihilangkan besar butir dapat diperbesar atau diperkecil, ketangguhan ditingkatkan atau dapat dihasilkan suatu permukaan keras disekeliling inti yang ulet.(Amstead, 1992).
Perlakuan panas pada baja dapat dilakukan sebagai berikut: 1. Pemanasan pada temperatur rendah
Pengerjaan ini adalah tidak akan menghasilkan suatu perubahan dalam struktur baja. Yang terjadi hanya perubahan kecil pada sifat mekaniknya. Apabila dalam pengerjaan ini dihasilkan suatu permukaan baja yang keras, maka dapat dihilangkan dengan cara penuangan. Pengerjaan penuangan
2. Pemanasan dalam suhu tinggi
Apabila baja dipanaskan terus-menerus yang mengakibatkan suhu pemanasan naik dan mencapai suhu tertentu, maka terjadi pembentukan butiran-butiran baru yang bentuk dan ukurannya kecil dan halus. Pembentukan butiran dapat terjadi walaupun ukuran original sebelumnya besar dan kasar, karena perubahan terjadi sebelum pengerjaan dingin. Proses tersebut dikenal dengan proses pengkristalan kembali. Temperatur pengkristalan kembali untuk beberapa logam dapat dilihat pada tabel 2.1. Pengkristalan dapat dikatakan kompleks apabila seluruh struktur logam terdiri dari butir-butir halus.
Tabel 2.1. Pengkristalan kembali pada beberapa logam
Jenis Logam Temperatur (0C)
Pengkristalan kembali Titik Cair Wolfram 1200 3410 Molibdenum 900 2620 Nikel 600 1458 Besi 450 1535 Kuningan 400 900-1050 Perunggu 400 900-1050 Tembaga 200 1083 Perak 200 960 Aluminium 150 660 Magnesium 150 651 Seng 70 419 Timbal 20 327 Timah 20 232 (Sumber: Amanto,1999)
3. Pemanasan secara terus menerus
Pada pemanasan baja yang dilakukan secara terus menerus, terjadi penyerapan unsur-unsur lainnya (terutama unsur karbon) oleh butiran-butiran besi, sehingga akan dihasilkan oleh suatu struktur yang berbentuk kasar. Proses tersebut dikenal sebagai proses pertumbuhan butir (grain growth). Jadi pemanasan pada temperatur tinggi akan menyebabkan terjadi pertumbuhan butiran melalui pengkristalan kembali pada baja, yang mengakibatkan perubahan bentuk dan
ukuran butiran-butiran. Selain itu, pertumbuhan butiran-butiran akan terjadi terus-menerus selama dilakukan pendinginan. Pengkristalan kembali dan pertumbuhan butiran yang terjadi terhadap baja akibat pengerasn panas, berpangaruh terhadap sifat-sifat mekanik baja.(Nirwana,2012).
2.4. Diagram Fasa
Salah satu metode untuk mempelajari logam dilakukan dengan menggunakan diagram fase. Dari diagram fase ini dapat diamati perubahan struktur logam akibat pengaruh temperature. Struktur dari baja dapat ditentukan oleh komposisi baja dan karbon,
Diagram fase besi – karbida besi ( Fe - Fe3C ) memperlihatkan perubahan fase pada pemanasan dan pendinginan yang cukup lambat. Gambar 2.1 menunjukkan bila kadar karbon baja melampaui 0,20% suhu dimana ferrite mulai terbentuk dan mengendap dari austenit turun. Baja yang berkadar karbon 0.80% disebut baja eutectoid. Titik eutectoid adalah suhu terendah dalam logam dimana terjadi perubahan dalam keaadan larutan padat dan merupakan suhu kesetimbangan terendah dimana austenit terurai menjadi ferrite dan sementit. Bila kadar karbon baja lebih besar dari pada eutectoid, perlu diamati garis pada diagram besi karbida besi yang bertanda Acm. Garis ini menyatakan bahwa dimana karbida besi mulai memisah dari austenit. Karbida besi dengan rumus Fe3C disebut sementit. Di bawah ini di uraikan beberapa titik penting dalam perlakuan panas :
1. E : Titik yang menyatakan fase , ada hubungan nya dengan reaksi autentik kelarutan maksimum dari karbon 2,14% paduan besi karbon sampai pada komposisi ini disebut baja.
2. G : Titik Transformasi besi besi . Titik transformasi A3 untuk besi. 3. P: Titik yang menyatakan ferrite , fasa , ada hubungan reaksi dengan
uatotektoid.
4. S : Titik autotektoid. Reaksi autotectoid ini dinamakan transformasi A1, dan fase eutectoid ini dinamakan pearlite.
5. GS : Garis yang menyatakan hubungan antara temperature dan komposisi dimana mulai terbentuk ferrite dan austenit. Garis ini disebut garis A3. 6. A2 : Garis transformasi magnetic untuk besi atau ferrite.
7. A0 ; Garis transformasi magnetic untuk sementit.
Baja yang berkadar karbon kurang dari komposisi eutectoid (0,8%) di sebut baja hipoeutectoid, dan yang berkadar karbon lebih dan komposisi eutectoid disebut baja hypereutectoid, pada temperature antara 7230C dan 11300C terdapat satu fase yaitu fase austenit dan sementit. Pada temperature 7230C butiran fase tunggal bertransformasi dibawah keseimbangan bentuk dan Fe3C dalam satu butiran yang bercampur baik, dan lapisan serat – serat bajanya disebut pearlite. ( Van vlack,2000)
Proses perlakuan panas yaitu proses mengubah sifat logam dengan cara mengubah struktur mikro melalui proses pemanasan dan pengaturan kecepatan pendinginan dengan atau tanpa merubah komposisi logam yang bersangkutan. Tujuan proses perlakuan panas untuk menghasilkan sifat-sifat logam yang didinginkan. Perubahan sifat logam akibat proses perlakuan panas dapat mencakup keseluruhan bagian dari logam atau sebagian dari logam.
Adanya sifat olotropik dari besi menyebabkan timbulnya variasi struktur mikro dari berbagai jenis logam. Alatropik itu sendiri adalah merupakan transformasi dari satu bentuk susunan atom (sel satuan) kebentuk susunan atom yang lain. Pada temperature dibawah 900oC sel satuan Body Cubic Center (BCC),
temperatur antara 900 dan 1392oC sel satuan Face Cubic Center ( FCC )
sedangkan temperature dibawah 1392oC sel satuan kembali menjadi BCC bentuk sel satuan di tunjukkan pada gambar dibawah ini :
Gambar 2.3 Bentuk Struktur atom FCC
Perubahan bentuk atom (sel satuan) akibat pemanasan di tunjukkan pada gambar dibawah ini
Proses yang dilakukan dalam perlakuan panas, terdiri dari pelunakan (annealing), penormalan (normalizing), pengerasan(hardening), dan tempering.
1. Pelunakan (Annealing)
Kristalisasi ulang bisa dilakukan dengan annealing dan pengerasan panas ini tidak akan menghasilkan logam tersebut pada kelunakan dan kekenyalan semula, menghilangkan efek-efek pengerasan pada pekerjaan. Pada proses
annealing pemanasan yang dilakukan diikuti dengan pendinginan perlahan-lahan. Pendinginan yang lambat adalah hal yang utama didalam proses, yang membuat baja selunak mungkin dan menghindari terjadinya tegangan-tegangan dalam baja yang mengalami proses annealing, struktur butiran termasuk kasar, ferit dan perlit, membentuk area-area terpisah. Annealing didefenisikan sebagai pemanasan pada suhu yang sesuai, diikuti dengan kecepatan pendinginan yang sesuai. Hal ini bertujuan untuk menginduksi kelunakan, memperbaiki sifat-sifat pengerjaan dingin,dan membebaskan tegangan- tegangan pad baja sehingga diperoleh struktur yang dikehendaki.
Sifat-sifat baja yang disebutkan pada defenisi diatas dapat dartikan bahwa baja harus dipanaskan melalui suhu pengkristalan kembali untuk membebaskan tegangan-tegangan pada baja. Kemudian mempertahankan pemanasannya pada suhu tinggi untuk membuat pertumbuhan butiran-butiran dan suatu struktur lapisan austenit. Dan seterusnya didinginkan secara perlahan-lahan untuk membuat suatu struktur lapisan perlit, menginduksi kelunakan, dan memperbaiki sifat-sifat pengerjaan dingin.
2. Penormalan (Normalizing)
Proses normalizing diperlukan untuk mengembalikan baja pada kondisi yang seragam pembuatannya. Ada beberapa persamaan dengan annealing, tetapi dalam normalizing baja dipanaskan diatas suhu kritisis atas dan dibiarkan dingin diuadara terbuka (still air), yang membuat suatu tingkat pendinginan yang lebih cepat. Ini memberikan waktu yang cukup untuk pemisahan penuh dari perlit dan
kasar, keduanya akan bercampur dengan baik sekali dalam suatu struktur yang lebih halus.
3. Pengerasan (Hardening)
Bila baja didinginkan di atas suhu kritis atas, pendinginan berjalan cepat, endapan karbon akan ditekan dan struktur dibekukan dalam suatu larutan padat. Baja tersebut amat keras dan getas, bila dilihat dengan mikroskop akan terlihat struktur seperti jarum dikenal dengan martensit. Baja-baja karbon biasa, biasanya tidak begitu banyak.Pengerasan dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi,kekuatan dan fatigue limit strength yang baik.
Kekerasan dapat dicapai tergantung pada karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada temperatur pemanasan (temperatur
austentizing), holding time dan laju pendinginan yang di lakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak tergantung pada
hardenability. Untuk memperoleh kekerasan yang baik (martensit yang keras) maka pada saat pemanasan harus dapat dicapai unsur austenit, karena hanya unsur austenit yang dapat bertransformasi menjadi martensit.
Bila pada saat pemanasan masih terdapat struktur lain maka setelah didinginkan akan memperoleh struktur yang tidak seluruhnya terdiri dari martensit. Bila struktur lain itu bersifat lunak, misalnya ferit maka tentunya kekerasan yang tercapai juga tidak akan maksimum. Untuk menentukan temperatur pemanasan yang baik untuk pengerasan yang dilakukan suatu percobaan pemanasan dan quenching pada beberapa temperatur dan dianalisis struktur yang terjadi. Pengerasan yang dilakukan secara langsung adalah baja dipanaskan untuk menghasilkan struktur austenit dan selanjutnya didinginkan. Pembentukan sifat-sifat dalam baja pada kandungan karbon, temperatur pemanasan, sistem pendingin, serta bentuk dan ketebalan bahan.
4. Tempering
Pemanasan kedua dimana baja dipanaskan sampai dibawah titik kritis bawah kemudian dilakukan pendinginan. Di sini kekerasan sedikit diturunkan, tetapi baja tersebut jadi lebih kuat. Setelah dinaikkan sampai panas penyepuhan, baja dibiarkan dingin secara perlahan-lahan. Suhu yang pasti untuk tempering itu tergantung pada kegunaan baja tersebut. Tingkat kekerasan yang dicapai setelah pendinginan tergantung pada kandungan karbon dalam baja, yang mengandung kurang dari 0,3% unsur karbon tidak memperlihatkan perubahan yang nyata. Kekerasan maksimun dicapai baja mengandung 1,2 % unsur karbon.(Love, 1982)
2.5 Karburasi (Carburizing)
Karburasi adalah suatu proses penambahan karbon ke permukaan benda dilakukan dengan memanaskan benda dalam lingkup yang banyak mengandung karbon aktif sehingga karbon berdifusi masuk ke permukaan baja. Kemudian dipanaskan pada temperatur antara 900oC - 950oC dengan waktu yang lama. Media yang biasa dipakai adalah Charcoal Activated (karbon aktif) dengan
Natrium Karbonat (NaCO3), Barium Karbonat (BaCO3) dan Kalsium Karbonat
(CaCO3). Untuk menyepuh keras baja diperlukan kadar karbon sekurangnya 0,3% C dilihat pada baja karbon yang dapat disepuh keras. Jika mempunyai kadar karbon kurang dari 0,3%C maka dengan cara karburasi. Dengan memanaskan bahan sampai 950oC dalam lingkungan yang menyerahkan lalu dibiarkan beberapa waktu lamanya pada suhu ini dan didinginkan diudara.
Tujuan dari pengerjaan panas ini adalah untuk memberi pada benda-benda lapisan luar yang dapat disepuh keras. Hal ini memungkinkan karena pada suhu tersebut karbon dapat meresap kedalam lapisan luar benda kerja. Karburasi dapat juga disebut penumpukan karbon atau menyemen. Lapisan luar yang telah mengambil karbon dinamakan lapisan karburasi. Tebalnya lapisan yang dikarburasikan dalam lingkungan yang dapat menyerahkan karbon tergantung dari
Akibat dari pemanasan ini diharapkan untuk dapat menyusun kedalam permukaan baja. Dengan menyusupkan unsur karbon pada permukaan baja tersebut akan terjadi peningkatan kandungan karbon, hal ini akan dapat meningkatkan kekerasan dari pada permukaan baja tersebut dan tentu akan meningkatkan daya tahan aus gesekan dan permukaan baja.
Proses karburasi umumnya dilakukan pada baja yang memiliki kadar karbon rendah, akan tetapi dapat juga dilakukan pada kadar karbon menengah dengan peningkatan kandungan karbon pada permukaan mencapai 45%