SKRIPSI
METALLURGI FISIK
PENGARUH PROSES QUENCING DENGAN AIR 27
0C
PADA BAJA KARBON RENDAH YANG DI KARBURISASI
PADAT TERHADAP KEKERASAN DAN SIFAT FISIK
PADA BAHAN
Disusun Oleh :
NIM : 070421018
ERWIN ROMADHONI
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala
karunia yang telah diberikan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas
Skripsi ini.
Tugas ini adalah salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan
mencapai gelar Sarjana di Fakultas Teknik, Departemen Teknik Mesin,
Universitas Sumatera Utara. Adapun Tugas Skripsi ini berjudul “Pengaruh
Proses Quencing Pada Baja Karbon Rendah Yang Telah DI Karburisasi
Terhadap Sifat Fisik dan Mekanik Bahan”.
Penyusunan dan penulisan tugas skripsi ini amat disadari tidak akan dapat
diselesaikan sendiri. Semua yang telah tercapai tidak lepas dari bimbingan dan
bantuan dari berbagai pihak. Untuk pada kesempatan ini Penulis menyampaikan
ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Ibu Ir. Raskita Meliala, selaku dosen pembimbing yang telah banyak
meluangkan waktunya dalam membimbing Penulis dalam menyelesaikan Tugas
Skripsi ini.
2. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikwansyah Isranuri sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin,
Fakultas Teknik USU.
3. Bapak Tulus Burhanuddin Sitorus, ST, MT. Sebagai Sekretaris Jurusan Teknik
Mesin, Fakultas Teknik USU.
4. Bapak / Ibu Staff pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin,
Fakultas Teknik USU.
yang selalu memberikan doa, dukungan baik secara moril dan materi,
semangat dan kasih sayang.
6. Teman-teman satu angkatan 2007 ekstensi yang tidak dapat disebutkan satu
persatu.
7. Kepada Bapak Baktiar efendi kepala Laboratorium Material Test PTKI
MEDAN yang telah banyak membantu dan membimbing Penulis selama
pengujian di Laboratorium.
8. Semua pihak yang membantu secara langsung maupun tidak langsung dalam
penyusunan dan penulisan tugas skripsi ini.
Penulis mengharapkan masukan berupa kritik dan saran yang membangun
untuk penyempurnaan Tugas Skripsi ini. Semoga apa yang ada dalam Tugas
Skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca secara umum dan penulis
secara khusus. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, Desember 2009 Penulis,
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR TABEL ... iv
DAFTAR GAMBAR ... v
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang masalah ... 1
1.2 Batasan Masalah ... 2
1.3 Perumusan Masalah ... 2
1.4 Tujuan Penelitian ... 2
1.5 Manfaat penelitian... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Baja... ... 4
2.1.1 Baja Karbon ... 4
2.2 Diagram Fasa ... 6
2.3 Proses Perlakuan Panas Pada baja ... 8
2.4 Karbon Aktif ... 7
2.5 Karburisasi ( Carburizing) ... 11
2.6 Pengerasan (Hardening) ... 14
2.9 Sifat kekerasan Logam ... ... 12
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan tempat Penelitian ... 21
3.2 Alat dan bahan ... 21
3.2.1 Alat ... 21
3.2.2 Bahan ... 21
3.3 Diagram Alir Penelitian ... 23
3.4 Prosedur Penelitian ... 24
3.5 Teknik Analisa Data ... 26
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian... 28
4.2 Pembahasan ... 34
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 37
5.2 Saran ... ... 37
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Jadwal Kegiatan Penelitian ... 21
Tabel 3.1.1 Alat ... 22
Tabel 3.1.2 Bahan ... 22
Tabel 3.4 Data Hasil Penelitian Kekerasan permukaan ... 26
Tabel 4.1 Perbandingan Diagonal dengan jarak tumbukan... 30
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram fasa Besi Karbida Besi ... 6
Gambar 2.2 Bentuk Sel Satuan BCC ... 8
Gambar 2.3 Bentuk Sel Satuan BCC ... 8
Gambar 2.4 Perubahan Bentuk Sel Satuan Akibat Pemanasan Pada Logam ... 9
Gambar 2.5 Struktur Mikro Baja Karbon... 17
Gambar Diagram Alir Penelitian ... 23
Gambar 4.a Grafik Proses Perlakuan Panas tanpa Quencing ... 28
Gambar 4.b Grafik Proses Perlakuan Panas dengan Quencing ... 29
Gambar 4.1 Gambar Fisik Bahan ... 32
Gambar 4.2 Gambar bahan Setelah Di Karburisasi ... 33
Gambar 4.3Gambar Bahan Setelah Dikarburisasi Dan Quencing Dengan Air 27oC ... 33
Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Diagonal Dan jarak Tumbukan ... 34
Gambar 4.5 Grafik Kekerasan Dan Karburisasi ... 35
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Pemakaian logam ferrous saat ini baik baja ataupun besi cor dengan
karakteristik dan sifat yang berbeda membutuhkan suatu penanganan yang tepat
sehingga implementasi dari penggunaan logam tersebut dapat sesuai dengan
kebutuhan yang ada, khususnya baja. Penggunaan baja karbon rendah banyak
digunakan karena memiliki keuletan tinggi dan mampu pemesinan tetapi
kekerasan rendah dan tidak tahan aus. Untuk memenuhi kebutuhan ini,
diperlukan upaya pengembangan teknologi untuk menghasilkan logam dengan
kualitas yang lebih baik, terutama baja. Baja merupakan suatu campuran dari besi
dan karbon (C) menjadi dasar campurannya. Disamping ini, mengandung unsur
campuran lainnya seperti sulfur (S), posfor (P), silicon (Si), dan mangan (Mn)
yang jumlahnya di batasi. Alat – alat permesinan atau komponen mesin yang
terbuat dari baja banyak yang harus di keraskan supaya tahan aus dan kemampuan
ketahanannya meningkat. Baja ini tidak dapat dikeraskan dengan cara
konvensional karena kadar karbonnya yang rendah, sehingga dilakukanlah proses
Carburising . (Amstead dkk,1992)
Carburising adalah sebuah proses penambahan unsur Karbon pada
permukaan logam dengan cara difusi untuk meningkatkan sifat fisis dan
mekanisnya(Wahid Suherman, 1998: 147).. Pada umumnya proses karburisasi
diikuti dengan perlakuan pendinginan Cepat (quenching) untuk meningkatkan
kekerasannya sehingga permukaan logam menjadi lebih tahan aus. Metode
karburisasi telah dikembangkan sedemikian rupa menggunakan teknologi
canggih, misalnya metode karburisasi cair sistem vakum untuk pembuatan roda
gigi helix. Namun demikian, karburisasi padat yang merupakan metode yang
paling sederhana masih digunakan pada industri-industri kecil di Indonesia.
Misalnya untuk penyepuhan pisau yang memanfaatkan arang baterai bekas.
Berbagai usaha telah dilakukan untuk memperbaiki proses karburisasi padat
dengan menambahkan energizer atau bahan pengaktif seperti Barium Karbonat ,
Natirum Karbonat dan Kalsium Karbonat . Bahan pengaktif tersebut akan
mempercepat terbentuknya gas CO Rendah.(Amstead dkk,1992). Setelah
memperhatikan masalah diatas maka penulis tertarik untuk melakukan penelitian
untuk mengetahui perubahan fisik dan mekanik dari baja karbon yang yang telah
di karburisasi setelah mengalami proses quencing. Maka diambil lah judul
“Pengaruh Proses Quencing dengan air 270 C Pada Baja Karbon Rendah Yang
Telah Di Karburisasi Padat Terhadap Sifat Kekerasan Dan Sifat Fisik Bahan”.
1.2 Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah d iatas maka masalah pada penelitian
ini di batasi hanya pada baja karbon rendah dengan kadar karbon 0.086 % Carbon,
dengan suhu pemanasan 900o C dengan lama waktu penahanan selam 2 jam,
karbon yang digunakan adalah Karbon Aktif granul yang berasal dari arang kayu
dan media quencing yang di pakai adalah air 27oC. Pengujian yang dilakukan
adalah pengujian kekerasan dengan alat uji kekerasan Micro Vickers dan
pengamatan struktur mikro dilakukan dengan menggunakan mikroskop optic
Olympus dengan 100 X pembesaran.
Berdasarkan rumusan masalah diatas maka tujuan dari penelitian ini
adalah untuk mengetahui pengaruh proses quencing pada bahan yang telah di
karburisasi terhadap kekerasan dan sifat fisik pada bahan.
1.4. Manfaat Penelitian
Berdasarkan tujuan penelitian maka dapat diperoleh manfaat penelitian
sebagai berikut :
1. Sebagai informasi bagi pengaruh berbagai bahan pada proses karburisasi
terhadap sifat kekerasan .
2. Sebagai informasi bagi penelitian selanjutnya tentang pengaruh proses
quencing pada bahan yang telah di karburisasi terhadap kekerasan dan
fisik pada bahan dan hasil penelitian ini diharapkan bermanfaat sebagai
acuan dalam mempelajari proses karburisasi pada baja karbon rendah
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Baja
Menurut komposisi kimianya baja dapat di bagi dua kelompok besar yaitu:
Baja karbon dan baja paduaan. Baja karbon bukan berarti baja yang sama sekali
tidak mengandung unsur lain, selain besi dan karbon. Baja karbon mengandung
sejumlah unsur lain tetapi masih dalam batas–batas tertentu yang tidak
berpengaruh terhadap sifatnya. Unsur–unsur ini biasanya merupakan ikatan yang
berasal dari proses pembuatan besi atau baja seperti mangan. Silicon, dan
beberapa unsure pengotoran seperti belerang, oksigen, nitrogen,dan lain-lainyang
biasanya ditekan sampai kadar yang sangat kecil.(Amanto,1999)
1.Baja karbon
Baja dengan kadar mangan kurang dari 0,8 % silicon kurang dari 0.5 %
dan unsur lain sangat sedikit, dapat dianggap sebagai baja karbon. Mangan dan
silicon sengaja di tambahkan dalam proses pembuatan baja sebagai deoxidizer /
mengurangi pengaruh buruk dari beberapa unsur pengotoran. Baja karbon
diproduksi dalam bentuk balok, profil, lembaran dan kawat.
Baja karbon dapat di golongkan menjadi tiga bagian berdasarkan jumlah
kandungan karbon yang terdapat di dalam baja tersebut, penggolangan yang
dimaksud adalah sebagai berikut :
Baja karbon rendah yang mengandung 0,022 – 0,3 % C yang dibagi menjadi
empat bagian menurut kandungannya yaitu :
1) Baja karbon rendah mengandung 0,04 % C digunakan untuk plat-plat strip.
2) Baja karbon rendah mengandung 0,05 % C digunakan untuk badan
kenderaan.
3) Baja karbon rendah mengandung 0,05 – 0,25 % C digunakan untuk
konstruksi jembatan dan bangunan
4) Baja karbon rendah mengandung 0,05 – 0,3 % digunakan untuk baut paku
keling, karena kepalanya harus di bentuk.
2. Baja karbon menengah
Baja karbon ini memiliki sifat –sifat mekanik yang lebih baik dari pada baja
karbon rendah. Baja karbon menengah mengandung 0,3 – 0,6 % C dan
memiliki ciri khas sebagai berikut :
1) Lebih kuat dan keras dari pada baja karbon rendah.
2) Tidak mudah di bentuk dengan mesin.
3) Lebih sulit di lakukan untuk pengelasan.
4) Dapat dikeraskan (quenching) dengan baik.
Baja karbon menengah ini digunakan untuk bahan berdasarkan kandungan
karbonnya yaitu :
a. Baja karbon menengah mengandung 0,35 – 0,45 % C digunakan untuk
roda gigi, poros.
b. Baja karbon menengah mengandung 0,4 % C di gunakan untuk
keperlukan industri kenderaan seperti baut dan mur, poros engkol dan
c. Baja karbon menengah mengandung 0,5 % C di gunakan untuk roda
gigi dan clamp.
d. Baja karbon menengah mengandung 0,5 – 0,6 % C di gunakan untuk
pegas.
3. Baja karbon tinggi.
Baja karbon tinggi memeiliki kandungan antara karbon antara 0,6 – 1,7 %
karbon memiliki ciri-ciri sebagai berikut :
1) Kuat sekali.
2) Sangat keras dan getas/rapuh.
3) Sulit dibentuk mesin.
4) Mengandung unsur sulfur ( S ) dan posfor ( P ).
5) Mengakibatkan kurangnya sifat liat.
6) Dapat dilakukan proses heat treatment dengan baik.
Baja paduan dihasilkan dengan biaya yang lebih mahal dari pada baja
karbon karena bertambahnya biaya untuk penambahnya yang khusus yang di
lakukan dalam industri atau pabrik.
Baja paduan didefenisikan sebagai suatu baja yang dicampur dengan satu
atau lebih unsur campuran. Seperti nikel, kromium,molibden, vanadium, mangan
atau wolfram yang berguna untuk memperoleh sifat-sifat yang di kehendaki
( kuat, keras, liat), tetapi unsur karbon tidak di anggap sebagai salah satu unsur
campuran.
Suatu kombinasi antara dua atau lebih unsur campuran, misalnya baja
yang yang di campur dengan unsur kromium dan molibden, akan menghasilkan
membuat baja dapat di bentuk dengan cara dipalu, ditempa, digiling dan ditarik
tanpa mengalami patah atau retak-retak ). Jika di campurkan dengan krom dan
molibden akan menghasilkan baja yang menghasilkan sifat keras yang baik dan
sifat kenyal yang memuaskan serta tahan terhadap panas.(Amanto,1999)
2.2. 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, gambar 2.1 adalah diagram besi- karbida besi.
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
adalah suhu terendah dalam logam dimana 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 γ, 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 γ⇔ besi α. Titik transformasi A3 untuk besi.
3. P : Titik yang menyatakan ferrite , fasa α, 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 kurang dari komposisi eutectoid
(0,8%) di sebut baja hipoeutectoid, dan yang berkadar karbon lebih dan
dan 1130 0C terdapat satu fase yaitu fase austenit dan sementit. Pada temperature
7230C butiran fase tunggal bertransformasi dibawah keseimbangan bentuk α dan
Fe3C dalam satu butiran yang bercampur baik, dan lapisan serat – serat bajanya
disebut pearlite. ( van vlack,2000)
2.3 Proses Perlakuan Panas Pada Baja
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 900o C sel satuan Body Cubic Center
(BCC), temperature antara 900 dan 1392 o C sel satuan Face Cubic Center ( FCC
) sedangkan temperature dibawa 1392 o C sel satuan kembali menjadi BCC bentuk
Gambar 2.3 Bentuk Struktur atom FCC
Perubahan bentuk atom (sel satuan) akibat pemanasan di tunjukkan pada
gambar dibawah ini
Proseas perlakuan panas ada dua kategori yaitu :
1. Softening (Pelunakan) : Adalah usaha untuk menurunkan sifat mekanik agar
menjadi lunak dengan cara mendinginkan material yang sudah dipanaskan
didalam tungku (annealing) atau mendinginkan dalam udara (normalizing).
2. Hardening (pengerasan) : Adalah usaha untuk meningkatkan sifat material
terutama kekerasan dengan cara celup cepat (quenching) material yang sudah
di panaskan kedalam suatu media quenching berupa air , air garam, Oli Dan
lain-lain.
Perubahan dari sifat yang di karenakan proses perlakuan panas mencakup
pada daerah keseluruhan dari logam dan hanya sebahagian saja, contoh pada
permukaan saja.
Secara umum unsur-unsur paduan ditambahkan dalam baja dengan kadar
tertontu bertujuan untuk :
o Meningkatkan kekerasan
o Meningkatkan keuletan
o Meningkatkan ketahanan aus
o Meningkatkan ketangguhan
o Menigkatkan ketahanan korosi
o Memperbaiki mampu tempa mesin dan lain-lain
2.4. Karbon Aktif
Karbon aktif ( Active Carbon ) adalah suatu bahan yang berupa karbon
omorf, yang sebagian besar terdiri dari karbon bebas serta memiliki “permukaan
dalam”(Internal surface) sehingga mempunyai kemampuan daya serap yang baik.
Keaktifan untuk menyerap dari karbon aktif ini umumnya tergantung pada
jumlah senyawa karbonnya yang berkisar antara 85 % sampai 95 % karbon bebas.
Arang, kokas, dan karbon aktif di sebut karbon amorf. Penyelidikan
dengan sinar X bahwa karbon amorf mempunyai sifat kristal yang tertentu yang
tidak menunjukkan sudut dan permukaan bentuk kristal seperti bentuk rhombis,
monoklin dan lain-lain.dari penyelidikan yang dilakukan diperoleh kesimpulan
bahwa karbon amorf terdiri dari pelat-pelat datar dimana atom C (karbon)
tersusun dari dalam kisi hexagon dan setiap atom karbon tenkat secara kovalen
dengan ato karbon yang lainnya. Pada graphite, pelat-pelat ini lebih dekat satu
dengan yang lainnya dan terikat dengan cara tertentu yang tidak dijumpai pada
karbon kristalit.
Bila suatu bahan baku amorf atau karbon aktif di panaskan, zat-zat organik
mula-mula terlepas dan terbentuk kembali struktur oromatis yang thermo-stabil pada
kisi-kisi hexagon. Transformasi ini tidak berlangsung sempurna hingga
mengakibatkan terjadinya cincin atau rantai hidrokarbon. Bentuk , ukuran dan
cara susunannya kristalit akan mempengaruhi daya serap dari karbon. Daya serap
ini dapat diperbesar dengan memakai gas-gas penoksidasi garam-garam mineral
2.5. Karburisasi (Carburizing)
Pada suatu komponen mesin dari baja adakala nya diperlukan keras dan
tahan aus pada permukaannya saja, sedangkan pada inti atau bagian dalam tetap
dalam keadaan lunak dan ulet. Hal ini akan memberikan kombinasi yang serasi
antara bagian luar atau permukaan benda kerja yang keras dan tahan menerima
beban, serta tahan aus dengan inti yang lunak dan ulet. Karburising adalah proses
menambahkan karbon ke permukaan benda, dilakukan dengan memanaskan benda
kerja dalam lingkungan yang banyak mengandung karbon aktif, sehingga karbon
berdifusi masuk ke permukaan baja (Wahid Suherman, 1998: 147). Pada
temperatur karburising, media karbon terurai menjadi CO yang selanjutnya terurai
menjadi karbon aktif yang dapat berdifusi masuk ke dalam baja dan menaikkan
kadar karbon pada permukaan baja. Pada proses perlakuan panas, termasuk
karburising selalu mengacu pada diagram fase yang berdasarkan pada karbon dari
baja. Baja pada dasarnya adalah paduan besi dan karbon (Fe-C), besi dan karbon
selain dapat membentuk larutan padat juga dapat membentuk senyawa karbid besi
(sementit, Fe3C).
Dalam diagram fase, baja dibedakan menjadi tiga kelompok utama, yaitu :
a. baja eutectoid
b. baja hypoeutectoid
c. baja hypertectoid
Berdasarkan bentuk fisik media karburisasi dikenal dengan tiga cara
• Karburising Padat (Pack Carburizing)
Karburising padat adalah proses karburisasi pada permukaan benda kerja
dengan menggunakan karbon yang didapat dari bubuk arang. Bahan karburisasi
ini biasanya adalah arang tempurung kelapa, arang kokas, arang kayu, arang kulit
atau arang tulang. Benda kerja yang akan dikarburising dimasukkan ke dalam
kotak karburisasi yang sebelumnya sudah diisi media karburisasi. Selanjutnya
benda kerja ditimbuni dengan bahan karburisasi dan benda kerja lain diletakkan
diatasnya demikian selanjutnya (Wahid Suherman, 1998: 150). Kandungan
karbon dari setiap jenis arang adalah berbeda-beda. Semakin tinggi kandungan
karbon dalam arang, maka penetrasi karbon ke permukaan baja akan semakin baik
pula. Bahan karbonat ditambahkan pada arang untuk mempercepat proses
karburisasi.
Bahan tersebut adalah barium karbonat (BaCO3) dan soda abu (NaCO3)
yang ditambahkan bersama-sama dalam 10 – 40 % dari berat arang (Y. Lakhtin,
1975: 255). Sebenarnya tanpa energiserpun dapat terjadi karburisasi, karena
temperature yang tinggi ini mula-mula karbon teroksidir oleh oksigen dari udara
yang terperangkap dalam kotak menjadi CO2 (Wahid Suherman, 1998: 149).
Reaksi yang terjadi adalah
CO2 + C (arang) ---> 2CO
Dengan temperatur yang semakin tinggi kesetimbangan rekasi maikn cenderung
2CO ---> CO2 + C (larut ke dalam baja)
dimana C yang terbentuk ini merupakan atom karbon (carbon nascent) yang aktif
berdifusi masuk ke dalam fase austenit dari baja ketika baja dipanaskan. Besarnya
kadar karbon yang terlarut dalam baja pada saat baja dalam larutan pada gamma
fase austenit selama karburisasi adalah maksimal 2 %. Kotak karburisasi yang
dipanaskan harus dalam keadaan tertutup rapat, hal ini bertujuan untuk mencegah
terjadinya reaksi antara media karburisasi dengan udara luar. Cara yang biasanya
ditempuh unutk menghindari hal tadi adalah dengan memberikan lapisan tanah
liat (clay) antara tutup dengan kotak karburisasi. Menurut Wahid Suherman
(1998: 150) bahwa “kotak karburisasi dipanaskan dalam dapur sampai temperatur
825 – 925 o C dengan segera permukaan benda kerja akan menyerap karbon
sehingga dipermukaan akan terbentuk lapisan berkadar karbon tinggi sampai 1,2
%”. Dan menurut B.H Amstead (1979: 152) bahwa “proses karburisasi padat
banyak diterapkan untuk memperoleh lapisan yang tebal antara 0,75 – 4 mm.
• Karburising Cair (Liquid Carburizing)
Karburising proses cair adalah proses pengerasan baja dengan cara
mencelupkan baja yang telah ditempatkan pada keranjang kawat ke dalam
campuran garam cianida, kalsium cianida (KCN), atau natrium cianida (NaCN).
Dengan pemanasan akan terjadi reaksi-reaksi:
2NaCN + O2 --->2 NaCNO
3Fe + 2CO ---> Fe3C + CO2
pada proses karburisasi ini selain terserapnya karbon, nitrogen juga ikut terserap.
Bahwa karburisasi cair hamper sama dengan cyaniding, yang menyerap nitrogen
dan karbon. Bedanya terletak pada tingkat perbandingan banyaknya karbon dan
nitrogen yang terserap. Pada karburisasi cair penyerapan karbon lebih dominan.
Banyaknya karbon dan nitrogen yang terserap ini tergantung pada kadar cianida
dalam salt bath dan temperatur kerjanya. Salt bath untuk karburisasi cair biasanya
mengandung 40 – 50 % garam cianida. Temperatur yang digunakan adalah 900 o
C selama 5 menit, kedalaman penetrasi karbon yang dicapai antara 0,1 – 0.25 mm
dari permukaan baja. Kadar karbon yang dikarburisasi akan naik dengan semakin
tingginya temperatur dan makin lamanya waktu karburisasi. Bila kadar karbon
dipermukaan terlalu tinggi maka kekerasan tidak begitu tinggi, karena itu baja
yang akan di quenching langsung setelah pemanasan untuk karburisasi hendaknya
dipakai temperatur yang tidak begitu tinggi. Selama pemakaian konsentrasi
cianida dalam salt bath dapat berubah sehingga tentu saja sifat salt bath dapat
berubah, karena itu kondisi salt bath harus secara rutin diperiksa. Apabila terdapat
perubahan yang berarti, harus dilakukan penambahan garam baru unutk menjaga
konsentrasi tetap sebagaimana semula. Semua cianida adalah senyawa yang
sangat beracun, karena itu pemakaiannya harus sangat hati-hati. Demikian pula
pada saat membuang sisa-sisa cairan yang akan terkena garam cianida tersebut
• Karburising Media Gas (Gas Carburizing)
Proses pengerasan ini dilakukan dengan cara memanaskan baja dalam
dapur dengan atmosfer yang banyak mengandung gas CO dan gas hidro karbon
yang mudah berdifusi pada temperatur karburisasi 900 o – 950 o C selama 3 jam.
Gas-gas pada temperatur karburisasi itu akan bereaksi menghasilkan karbon aktif
yang nantinya berdifusi ke dalam permukaan baja. Pada proses ini lapisan
hypereutectoid yang menghalangi pemasukan karbon dapat dihilangkan dengan
memberikan diffusion period, yaitu dengan menghentikan pengaliran gas tetapi
tetap mempertahankan temperatur pemanasan. Dengan demikian karbon akan
berdifusi lebih ke dalam dan kadar karbon pada permukaan akan semakin naik.
Karburising dalam media gas lebih menguntungkan dibanding dengan karburising
jenis lain karena permukaan benda kerja tetap bersih, hasil lebih banyak dan
kandungan karbon pada lapisan permukaan dalam dikontrol lebih teliti. Menurut
B.H Amstead (1979: 153) mengatakan bahwa “proses karburisasi media gas
digunakan untuk memperoleh lapisan tipis antara 0,1 – 0,75 mm”.
2.6. Pengerasan (hardening)
Pengerasan di lakukan untuk memperoleh sipat tahan aus yang tinggi,
kekuatan dan fatigue limit strength yang lebih baik.
Kekerasan yang dapat dicapai tergantung pada temperature pemanasan
(temperature oustinising), holding time dan laju pendinginan yang di lakukan
serta seberapa tebal bagian penampang yangh menjadi keras banyak tergantung
pada hardenahility. Untuk memperoleh kekerasan yang baik (martensit yang
hanya austenit yang dapat bertransformasi menjadi maartensit. Bila struktur lain
itu bersifat lunak, misalnya ferit maka tentunya kekerasan yang tercapai juga
tidak akan maksimum.
Untuk menentukan temperatur pemanasan dan pada brosur pabrik
pembuatan baja perlu dilakukan suatu percobaan pemanasan dan quencing pada
temperatur dan dianalisa struktur yang terjadi.
Pengerasan (hardening) dilakukan untuk memperoleh sifat kekerasan dan
kekuatan yang lebih baik. Kekerasan dapat dicapai tergantung pada kadar karbon
dalam baja dan kekerasan yang tyerjadi tergantung pada temperature pemanasan
holding time dan laju pendinginan yang di lakukan.
Pengerasan yang dilakukan secara langsung, adalah baja dipanaskan
untuk menghasilkan struktur austenit dan selanjutnya didinginkan. Pembentukan
sifat-sifat dalam baja tergantung pada kandungan karbon, temperatur pemanasan
sistim, pendinginan, seta bentuk dan ketebalan bahan.
1. Pengaruh unsur karbon.
Supaya dihasilkan suatu perubahan sifat-sifat baja, maka unsur karbon yang
larut dalam padat harus secukupnya, setelah dilakukan pendinginan untuk
menghasilkan perubahan lapisannya. Jika kandungan karbon kurang dari
0,15 % maka tidak terjadi perubahan sifat-sifat baja setelah didinginkan
kenaikan hubungan karbon berhubungan dengan kenaikan kekuatan dan
kekerasan sebagai hasil dan pendinginan, tetapi kenaikan tersebut akan
mengurangi kekenyalan pada baja.
Supaya terjadi pelarutan yang lengkap sebagai hasil dari pendinginan, maka
penting adanya pelarut unsur karbon dengan jumlah cukup pada larutan padat
sebagai hasil dari pemanasan. Baja yang mengandung karbon kurang dari 0,83%
biasaanya dipanaskan di atas titik kritis atas (tertinggi), seluruh unsur karbon
masuk kedalam unsure padat selanjutnya di dinginkian. Baja dengan kandungan
karbon lebih dari 0,83% biasanya di panaskan hanya sedikit diatas titik kritis
terendah (bawah). Dalam hal ini tidak terjadi perubahan perlit menjadi austenit.
Pendinginan yang di lakukan pada suhu itu akan membentuk martensit. Sewaktu
kandungan karbon diatas 0,83% tidak terjadi perubahan sementit bebas menjadi
austenit, karena larutan telah menjadi keras. Sehingga perlu di lakukan pemanasan
pada suhu tinggi sehingga perlu dilakukan pemanasan dalam suhu tinggi sehingga
merubahnya dalam bentuk austenit. Austenit Ini akan menghasilkan struktur
berbentuk kasar tanpa mengalami penambahan yang cukup besar pada kekerasan
dan kekuatannya. Akan tetapi menyebabkan baja menjadi lebih rapuh setelah
didinginkan. Lamanya pemanasan tergantung pada tebalnya bahan tidak
berukuran panjang karena akan menghasilkan struktur yang kasar.
3. Pengaruh pendinginan
Jika baja didinginkan dengan kecepatan minimum yang disebut dengan
kecepatan pendinginan kritis, maka seluruh austenit akan berubah kedalam
bentuk martensit.sehingga dihasilkan kekerasan baja yang maksimum.
Kecepatan pendinginan kritis tergantung pada komposisi kimia baja. Bila
kecepatan pendinginan sedikit lebih rendah dari kecepatan pendinginan kritis
baja yang mempunyai struktur yang seimbang. Kecepatan pendinginan
tergantung pada pendinginan yang digunankan (Sondang,2009).
2.7. Pendingan secara Cepat ( Quenching )
Metoda pencelupan secara cepat yang di sebut quenching, pada proses ini
diperoleh struktur martensit akibat dari penurunan temperatur dan suhu austenit
ke suhu kamar yang menyebabkan logam menjadi keras. Pendinginan secara
mendadak dari 700 oC lebih adalah suatu pengerjaan yang sangat drastis, dan
pendingan yang cepat ini sering mengakibatkan keretakan dan pergeseran benda
kerja.
Sejumlah media digunakan dalam quenching untuk mendapatkan variasi
pendinginan. Larutan soda akustik 5% memberikan pendinginan yang sangat
dahsyat, lali dimasukkan air asin, kemudian air dingin. Air hangat, minyak
mineral, minyak binatang, dan sayur-saturan menberikan pendingingan yang
lambat,(Mulyadi,2007)
Efek pendinginan yang lambat pada teras terutama pada benda-benda yang
besar, adalah bagian dalam baja hampir tidak sekeras bagian luarnya. Oleh karena
itu akan terjadi pengendapan karbon, dan bagian tengah baja akan mengandung
pearlite. Hal ini tidak merugikan, ikarena teras yang sedikit lebih lunak akan
mengubah keadaan menjadi lebih rapuh dan kuat.
2.8. Struktur mikro logam
Semua logam mengandung stuktur mikro yang berbeda, bila suatu logam
beberapa jenis struktur mikro antara lain ferit, perlit, martensit, dan lain-lain.
Beberapa contoh baja karbun seperti gambar dibawah ini.
Gambar 2.5 Struktur mikro baja karbon.
Ferrit adalah butiran besi murni, sedangkan perlit adalah lapisan serat
ferrit, martensit adalah strukur yang terjadi akibat transfer geser yang cepat
didalam kisi atom yang tidak diikat dengan defuse atom.(Amanto,1999)
Ferrit ialah kristal besi murni (ferum = Fe). Ferit terletakrapat Saling
mendekat dan tidak teratur, baik bentuk maupun besarnya. Ferit merupakan
bagian baja yang paling lunak. Ferit murni tidak akan cocok andai kata digunakan
sebagai bahan benda kerja yang menampung beban karena kekuatannya kecil.
Sementit, (Fe3C) ialah suatu senyawa kimia antar besi (Fe) dengan zat
arang (C). Sebagai unsur struktur tersendiri ia mengandung 6,7% zat arang.
Rumus kimia Fe3C menyatakan bahwa senantiasa ada 3 atom besi yang
menyelenggarakan ikatan dengan sebuah atom zat arang ( C ) menjadi sebuah
molekul karbit besi. Dengan mengikatnya kandungan C, maka membesar pula
kadar sementit. Sementit dalam baja merupakan struktur yang paling keras (Fe3C
270 kali lebih keras dari besi murni).
Perit merupakan kelompok campuranerat antara dan sementit dengan
kristal ferit serpih sementit yang memperoleh penampatan saling berdampingan
dengan lapisan tipis.(Verlag,1985)
Dan dengan menggunakan alat Mikroskocope struktur permukaan logam
dapat dilihan setelah permukaan logam yang akan di uji tersebut di gerinda
sehalus mungkin dan di poles dengan mempergunakan larutan poles alumina dan
kemudian di etchan dengan campuran asam nitrat dengan ethanol.
Sebagai contoh mikro logam yang dapat dilihat seperti gambar di bawah ini :
2.9. Sifat kekerasan logam
Kekerasan adalah ketahanan beban terhadap deformasi plastis, karena
pembebanan setempat pada permukaan berupa goresan atau penekanan. Sifat ini
banyak berhubungan dengan sifat kekuatan, daya tahan aus, dan kemampuan
dikerjakan dengan mesin atau (mampu mesin). Cara pengujian kekerasan ada 3
macam, yaitu goresan, menjatuhkan bola baja, dan penekanan, Kekerasan suatu
bahan dapat berubah bila di kerjakan dengan pekerjaan dingin atau (cold worked)
seperti pengerolan, penariakn serta kekerasan dapat dicapai dengan kebutuhan
dengan perlakuan panas. Kekerasan suatu bahan dapat diketahui dengan
pengujian kekerasan memekai mesin uji kekerasan (hardness tester )
menggunakan 3 cara atau matoda telah banyak dilakukan, yaitu : metoda brinel,
Rockwell dan Vickers.
Uji kekarasan Vickers menggunakan penumbuk piramida intan yang
dasarnya berbentuk bujur sangkar. Angka kekerasan piramida intan yang disarnya
berbentuk bujur sangkar. Angka kekerasan piramida intan (DPH) aatu angka
kekerasan Vickers ( VHN atau VPH ), di defenisikan sebagai beban di bagiluas
permukaan lekuka. Luas ini di hitung `dari pengukuran mikroskopik panjang
diagonal jejak. DPH dapat ditentukan dari persamaan berikut(Surdia, 1995) :
VHN = 1854,4 2
Nilai kekerasan Vickers dapat di tentukan berdasarkan persamaan 2.1 dari
data yang diperoleh.:
Beban F yang diterapkan = ( 200 ± 0,025 ) gram
Nilai skala terkecil (NST) Vickers = 0,5 µm
Sehingga angka ketidakpastian (KTP) yang di peroleh adalah
KTP + ½ NST
KTP skala Vickers = ½ x 0,5 µm = 0,25 µm
Sehingga hasil pengukuran di peroleh adalah :
d = (d ± 0,25) µm
Ke tidak pastian (KTP) hasil perhitungan berdasarkan rumus tersebut
adalah sebagai berikut (Sudjana, 1992):
VHN = 1854,4 2
Pada hasil pengujian lekukan yang benar yang dibuat oleh penumbuk
piramida intan haruslah berbentuk bujur sangkar.
Langkah –langkah penyiapan specimen untuk pengujian kekerasan adalah
sebagai berikut :
1. Spesimen di potong dengan gergaji sehingga berbentuk ukuran diameter
22 mm dan panjang 30 mm.
2. Specimen diamplas hingga rata dan halus menggunakan kertas amplas no
300, 500, 800, 1000, kemudian di poles.
3. Permukaan yang di uji adalah permukaan yang pinggir.
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini di lakukan di laboreatorium Material Test PTKI (Pendidikan
Teknologi Kimia Industri) Medan yang mulai bulan Oktober 2009 sampai dengan
Desember 2009 dengan perincian sebagai berikut :
Tabel 3.1. Jadwal kegiatan Penelitian
NO KEGIATAN PENELITIAN
OKTOBER
- Pengurusan surat penelitian
- Pemesanan alat dan bahan
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Tabel 3.1 Alat
NO NAMA ALAT SPESIFIKASI JUMLAH
1 Mesin Uji Kekerasan Micro Vickers 1 Set
2 Microskop Optik
Olympus
100 x Pembesaran 1 Set
3 Furnance Pengontrol
Suhu
NO Nama Bahan Keterangan Jumlah
1 Baja karbon rendah Dibali Buah
2 Karbon Aktif Gronoul Dibeli 1 Kg
3.3 Diagram Alir Penelitian
Mulai
Penyediaan Baja Penyediaan Arang
Di Karburisasi
Pembentukan Sampel Penggilingan / pengayakan
Karburisasi masing – masing Bahan
Di potong menjadi dua bagian Quencing Tanpa Quencing
Pemolesan
Pengujian
Uji kekerasan Struktur Mikro
Pengumpulan Data Analisis
Hasil Pembahasan
3.4 . Prosedur Penelitiaan
3.4.1. Persiapan
1. Penyediaan bahan Karbon aktif Granul arang kayu.
2. Menggiling dan mengayak Karbon aktif Granul dengan mesh 200 µm.
Kemudian ditimbang masing – masing 35,34 gram untuk setiap kotak
karburisasi.
3. Menyediakan bahan Baja karbon rendah, kemudian di potong 30 mm.
a. Untuk bahan Spesimen Baja karbon rendah.
b. Untuk bahan Karburisasi.
d. Untuk bahan Karburisasi dan di quenching.
e. Untuk bahan Quencing.
4. Kemudian baja dan karbon aktif di masukkan kedalam kotak karburisasi
sedemikian rupa sehingga baja tertutup serbuk arang hingga penuh.
5. Kotak karburisasi ditutup kuat kemudian kotak karburisasi dimasukkan
kedalam tungku pemanasan ( Furnance ).
6. Kemudian di panaskan dengan suhu 900o C dan di berikan waktu penahanan
selama 2 jam. Kemudian matikan tungku sampai suhu turun mencapai 500o
C.
7. Kelurkan kotak karburisasi dari dalam tungku dan didinginkan di udara terbuka
sampai mecapai suhu kamar.
8. a. Untuk bahan Karburisasi da di quenching, dilakukan proses heatreatment
pada suhu 900o C dan penahanan selama 30 menit.
b. Dan yang lainnya dilakukan proses heatreatment.
3.4.2 Pengujian Kekerasan Bahan.
1. Pengujian kekerasan Vickers dilakukan dengan menggunakan alat uji
kekerasan Vickers ( micro vickars ).
2. Bahan di poles sehalus mungkin permukaannya dengan kertas pasir dan
alumina powder dengan menggunakna specimen dryer.
3. Benda uji diletakkan lurus diantara penyangga dan indentor, kemudian dengan
menekankan indentor kerucut intan kepada bahan uji dengan beban tertentu
( F = 200 gram ).
4. Melihat hasil tumbukan piramida melalui lensa pada alat uji kekerasan Vickers
(mickro Vickers).
5. Melihat pada lensa berapa diagonal (d)yang dihasilkan oleh tumbukan indentor.
6. Mencatat data dari hasil uji kekerasan permukaan.
7. setelah di peroleh data maka kekerasan dapat ditentukan dengan rumus :
VHN = 1854,4 . 2
d F
,
dimana semakin kecil harga d maka kekerasannya semakin tinggi.
d = 22 mm
3.5 Teknik Analisa Data
1) Analisa data dengan table
2) Data yang diajikan dalam bentuk table adalah data hasil distribusi
kekerasanlapisan karburisasi setelah mengalami proses hardernin.
3) Metode yang digunakan untuk menganalisa hasil ppemnelitian adalah
metode diskriftif komperatif, yaitu mengamati dan membandingkan
karekteristikkekerasan, struktur mikro yang terjadi pada setiap proses yang
dilakukan.
Tabel 3.4 Data hasil penelitian kekerasan permukaan.
Dalam penelitian ini dengan memvariasikan proses perlakuan pada bahan uji dan
hasilnya di sampaaikan dalam table sebagai berikut :
Keterangan :
d = Diagonal
HVN = Kekerasan vickers (kg/mm2)
4. Analisa dengan rumus :
hasil pengujian Diagonal identasi (d) kemudian dimasukkan kedalam
rumus 2.1 dengan beban F tetap (Surdia, 1995)
VHN = 1854,4 2
d F
Dengan :
F = pembebanan yang di terapkan ( 200 Gram )
d = Diagonal
Tumbukan piramida intan yang di tekankan tanpa kejutan pada benda uji
harus benar rata dan polos, dengan beban 2oo gram selama pembeban 15 detik.
Hasil tekan yang terlihat berupa bujur sangkar didalam mesin ditampilkan dan
diperbesar pada layar. Diagonal rata-rata d diukur. Setelah itu kekeradan
Normalisasi
Dari hasil penelitian heatreatmen tanpa proses Quencing maka di dapatkan
grafik ( V.vlack, 2000);
900
Gambar 4.2. Grafik perlakuan panas dengan quencing
Kemudian pengujian sifat mekanik dari beberapa bahan baja karbon
rendah telah dilakukan beberapa variasi pengerjaan. Hasil pengujian yang telah
dilakukan adalah kekerasan (hardeness) dan pengamatan struktur mikro dengan
variasi bahan Original, karburisasi dan Karburisasi Quencing. Data yang di
peroleh dari hasil perhitungan dari pengujian adalah sebagai berikut :
Tabel 4.1 perbandingan diagonal dengan jarak tumbukan.
setiap diagonal terlihat pada table di bawah ini :
Selanjutnya dilakukan pengujian perubahan fisik dan di dapatkan hasil
sebagai berikut :
Vickers Hardness Tester
1. Bahan Spesimen
Ferrite Pearlite
3. Bahan Karburisasi
Ferrite Pearlite
Gambar 4.2. Gambar bahan setelah di karburisasi
4. Bahan Karburisasi Dan Di Quencing
Ferrite Martensite
Pembahasan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah di lakukan maka dihasilkan nilai
kekerasan micro hardness Vickers sample bahan specimen baja karbon rendah
yaitu menunjukkan kekerasan kulit luarnya adalah 231,8 gram/m2. Hal ini
menunjukkan bahwa bahan belum mengalami perlakuan sehingga baja yang di
peroleh belum ulet. Dibawah ini dapat dilihat grafik perbandingan antara
diagonal berbanding dengan jarak tumbukan dari kulit dasar menuju inti baja.
4.2.3 Pengujian Kekerasan Karburisasi
Gambar 4.4 Gambar Grafik Pebandingan diagonal dan jarak tumbukan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah di lakukan maka dihasilkan nilai
kekerasan micro hardness Vickers sample bahan specimen baja karbon rendah
yang telah telah di karburisasi yaitu menunjukkan kekerasan kulit luarnya adalah
256,8 gram/m2. Hal ini menunjukkan bahwa bahan sudah mengalami perlakuan
sehingga baja yang bertambah kekuatannya karena kadar karbonnya bertambah. 0
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
0
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Series1
Sehingga di perolehlah baja yang ulet. Dibawah ini dapat dilihat grafik
perbandingan antara diagonal berbanding dengan jarak. Perubahan kekerasan
terjadi sekiar dar kulit luar hingga jarak 900 μm jarak tumbukan dari kulit dasar
menuju inti baja.
perbandingan untuk karburisasi
Gambar 4.5. Grafik Kekerasan Karburisasi
Berdasarkan hasil penelitian yang telah di lakukan maka dihasilkan nilai
kekerasan micro hardness Vickers sample bahan specimen baja karbon rendah
yang telah telah di karburisasi dan di quenching yaitu menunjukkan kekerasan
kulit luarnya adalah 440,9 gram/m2. Hal ini menunjukkan bahwa bahan sudah
mengalami perlakuan sehingga baja yang bertambah kekuatannya karena kadar
karbonnya bertambah. Sehingga di perolehlah baja yang ulet luarnya.dan
kekuatannya bertambah di banding kan dengan specimen dan hanya di karburisasi
dengan jarak. Perubahan kekerasan terjadi sekiar dar kulit luar hingga jarak 1500
μm jarak tumbukan dari kulit dasar menuju inti baja.
Jarak Tumbukan (µm)
Pengamatan Struktur Mikro
Pada pengujian struktur mikro pada baja karbon rendah untuk specimen jumlah butiran Ferrite dan Pearlit dari permukaan cukup merata. Sedangkan pada karburisasi pinggirannya terlihat jumlah perrite lebih banyak dan lebih besar di banding dengan jumlah pearlitenya karena sudah mengalami proses karburisasi. Sedangkan dapat kita lihat jarak masuknya karbon kedalam baja adalah sekitar
750μm. Dan pada intinya hamper tidak ada perubahan sesuai dengan
spesimennya. Dan pada karburisasi dan quenching pinggirannya terlihat jumlah martensit hampir merata diseluruh permukaannya dan juga terlihat perite yang juga menyebar di inti permukaan. jumlah martensit yang menyebar di permukaannya adalah sekitar 1000 μm.hal ini terjadi karena adanya proses karburisasi dan Quencing. Pada specimen yang telah mengalami proses quencing pearlite berubah menjadi martensit.
0
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Gambar 4.6 perbandingaan untuk bahan yang dikarburisasi dan Quencing dengan air 270C
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitiaan dan pembahasan diatas maka dapat di
simpulkan bahwa :
1. Pengaruh proses quenching pada baja yang telah di karburisasi padat terhadap
sifat kekerasan adalah 231.8 gram/ µ m2 untuk specimen dan untuk karburisasi
256,8 gram / µ m2 sedangkan untuk bahan yang dikarburisasi kemudian di
quencing 440,9 gram / µ m2 untuk tiap masing-masing kekerasan permukaan
kulitnya.jadi dengan adanya proses quenching setelah di karburisasi
kekkerasan bertambah menjadi 90,2 % berbanding dengan specimen baja
karbon rendah, sedangkan untuk karburisasi kekuatan hanya bertambah sekitar
10,8%.
2. Pengaruh proses quenching pada baja yang telah di karburisasi padat terhadap
sifat fisik pada proses quenching dan di karburisasi padat ferit lebih banyak
dan besar dibandingkan dari ferit yang ada pada specimen baja karbon rendah.
Dengan itu dapat di tentukan nilai kekerasan pada proses quencuing lebih
tinggi dari pada specimen baja karbon rendah.
5.2 Saran
Penelitian ini perlu di lanjutkan dengan bahan energizer, sehingga dapat di
bedakan pengaruh proses quenching dengan menambahkan onergizer dan tanpa
DAFTAR PUSTAKA
Laurance H. Van Vlack.., (2000), Elemen-elemen dan Rekayasa Material, Edisi
keenam, Erlangga : Jakarta.
Surdia T., (1995).Pengetahuan Bahan Teknik, Pradya paramita: Jakarta.
Sondang.M.I.Siahaan, (2009), Pengaruh Berbagai Energizer pada Proses
Karburasi Terhadap kekerasan baja Karbon Rendah, Universitas negeri
Medan. Medan
Baktiar Efendi .ST.,(2009). Material Teknik, Pendidikan Teknologi Kimia
Indistri: Medan.
Baktiar Efendi .ST.,(2009). Makanika teknik, Pendidikan Teknologi Kimia
Indistri: Medan.
Sumanto., (1996), Pengetahuan Bahan. Andi Offset : Yogyakarta.
Purboputro, (2006), Pengaruh Waktu Penahanan, Terhadap sipat Fisis dan
mekanis pada Proses Pengkarbonan pada baja Mild Stell, Universitas
Muhammadiah surakarta : Surakarta.
Love. G., (1983), Teori Praktek Kerja Logam, edisi Ketiga , Erlangga : Jakarta.
Lampiran 1
KONVERSI SATUAN
Konversi Dari Ke Kalikan dengan
Lampiran 3
PERHITUNGAN NILAI KEKERASAN SAMPEL
Nilai kekerasan Vickers dapat di tentukan berdasarkan persamaan 2.1 dari
data yang di peroleh.
• Untuk bahan specimen
Beban F = ( 200 ± 0,025 ) gram
Diagonal Identasi = 40 μm
Nilai skala terkecil (NST) = 0.5 μm
Sehingga angka ke tidakpastian ( KTP ) yang di peroleh adalah ;
d = ( 40 ± 0,25) μm
Sehingga di peroleh hasil perhitungan adalah :
Dengan cara yang sama akan diperoleh Hasil kekerasan Vickers seperti pada table
di bawah ini untuk beberapa jenis percobaan dan kedalaman sebagai berikut :
N
2 250 200,6±0.0126 231,8±0.0126 412,1±0.0126
3 500 183,2±0.0126 160,9±0.0126 362,1±0.0126
4 750 200,6±0.0126 132,1±0.0126 302,7±0.0126
5 1000 231,8±0.0126 118,3±0.0126 243,8±0.0126
6 1250 175,3±0.0126 118,3±0.0126 231,8±0.0126
7 1500 231,8±0.0126 122.6 ±0.0126 231,8±0.0126
8 1750 231,8±0.0126 118,3±0.0126 231,8±0.0126
9 2000 183,2±0.0126 122.6±0.0126 175,3±0.0126
10 2250 175,3±0.0126 131,7±0.0126 175,3±0.0126
11 2500 231,8±0.0126 118,3±0.0126 183,2±0.0126
12 2750 183,2±0.0126 118,3±0.0126 183,2±0.0126
13 3000 231,8±0.0126 114,2±0.0126 183,2±0.0126
14 3250 231,8±0.0126 118,3±0.0126 183,2±0.0126
15 3500 200,6±0.0126 122.6±0.0126 183,2±0.0126
16 3750 231,8±0.0126 118,3±0.0126 183,2±0.0126
17 4000 200,6±0.0126 118,3±0.0126 175,3±0.0126
18 4250 175,3±0.0126 122.6±0.0126 183,2±0.0126
19 4500 200,6±0.0126 118,3±0.0126 175,3±0.0126
20 4750 175,3±0.0126 118,3±0.0126 183,2±0.0126
Lampiran 5
DOKUMENTASI PENELITIAN
Gambar alat dan bahan.
1.
Karbon aktif Granul Arang Kayu
2
3.
Bahan Setelah di Karburisasi
4.
5.
Kotak Karburasi
6.
7.
Pack Carburizing
8.
9.
Peneliti Sedang melakukan Proses pemolesan
10.
11.
