More Related Content
What's hot (20)
Similar to Tugas metode penelitian Teknik Mesin (20)
Tugas metode penelitian Teknik Mesin
- 1. TUGAS METODE PENELITIAN PENGARUH PROSES PACK CARBURIZING TERHADAP SIFAT MEKANIK LOGAM KELOMPOK - II : 1. Alekson Sihombing 2. Berry Muhamad Tri Irianto 3. Andrei Nurdiansyah JURUSAN TEKNIK MESIN STT WASTUKANCANA PURWAKARTA TAHUN 2013
- 2. BAB - I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG Semakin meningkatnya perkembangan hidup manusia maka jamanpun ikut berkembang dengan pesat. Karena perkembangan manusia bertambah maju maka bidang teknologipun ikut berkembang sangat pesat dengan harapan segala kebutuhan manusia dapat terpenuhi dengan baik. Jika diperhatikan, segala kebutuhan manusia tidak lepas dari unsur logam. Kerena hampir semua alat yang digunakan manusia terbuat dari unsur logam. Sehingga logam mempunyai peranan aktif dalam kehidupan manusia dan menunjang teknologi dijaman sekarang. Oleh karena itu timbul usaha-usaha manusia untuk memperbaiki sifat sifat dari logam tersebut. Yaitu dengan merubah sifat mekanis dan sifat fisiknya. Adapun sifat mekanis dari logam antara lain : kekerasan, kekuatan, keuletan, kelelahan dan lain lain. Sedangkan dari sifat fisiknya yaitu dimensi, konduktivitas listrik, struktur mikro, densitas, dan lain lain. Karena banyaknya permintaan yang bermacam macam maka diadakan pemilihan bahan. Pemilihan bahan tersebut dapat dipersempit sesuai dengan kegunaannya. Seperti misalnya pada baja karbon. Baja karbon mendapat prioritas yang utama untuk dipertimbangkan. Karena baja karbon mudah diperoleh, mudah dibentuk atau sifat permesinannya baik dan harganya relatif murah. Karena baja karbon mendapat prioritas utama maka dituntut untuk memodifikasi atau memperbaiki sifatnya seperti kekerasan, kekerasan pada permukaan, tahan aus akibat gesekan. Karena hal tesebut maka perlu diadakan proses perlakuan panas guna menambah kekerasan dari bahan tersebut. Perlakuan panas adalah suatu perlakuan (treatment) yang diterapkan pada logam agar diperoleh sifat sifat yang diiginkan. Dengan cara pemanasan dan pendinginan dengan kecepatan tertentu yang dilakukan terhadap logam dalam keadaan fase padat sebagai upaya untuk memperoleh sifat sifat tertentu dari logam. skripsi teknik mesin Salah satu cara adalah dengan menggunakan proses karburasi yaitu dengan mengeraskan permukaannya saja. Karburasi adalah salah satu proses perlakuan panas untuk mendapatkan kulit yang lebih keras dari sebelumnya. Dan berdasarkan hal hal tersebut diatas maka penulis mencoba untuk mengadakan suatu penelitian dengan judul : MENGUBAH STRUKTUR MIKRO PADA LOGAM KOMPONEN DENGAN PERLAKUAN PANAS
- 3. 1.2. IDENTIFIKASI MASALAH Adapun permasalahan di bidang ini disesuaikan dengan kebutuhan pada bidang industri yang semakin modern, dalam hal ini adalah pengembangan sifat sifat dari logam. Yang mana mempunyai kekerasan yang baik tapi juga ulet. Dimana aplikasinya digunakan pada alat alat potong, alat alat pahat, roda gigi atau kontruksi mesin yang sering mengalami kontak antara bahan satu dengan bahan lainnya, dengan : - Memperkuat bagian roda gigi atau mata pahat agar tidak cepat aus. - Permukaan mata pahat yg dikeraskan dengan penambahan struktur logam. - Perlakuan panas & pendinginan terhadap logam. - dan Pengerasan permukaan. Dengan proses perlakuan panas dengan metode karburasi diharapkan dapat memperpanjang umur pemakainanya tetapi masih memiliki sifat keuletan pada bagian dalamnya. 1.3. BATASAN MASALAH Karena luasnya masalah ilmu perlakuan panas khususnya masalah karburasi, maka masalah yang akan dibahas adalah mencakup pengerasan permukaan dan waktu tahan carburasi pada material baja karbon rendah. Hal hal yang berhubungan dengan proses kimia dan perpindahan panas pada waktu pendinginan tidak dibahas. Dan batasan yang diberikan agar peneliti lebih spesifik adalah sebagai berikut : Bahan spesimen uji adalah Baja Karbon Rendah. Kondisi pada awal pemanasan adalah sama untuk setiap spesimen. Bahan untuk proses perlakuan panas pada Pack Carburising adalah Bubuk Carbon aktif + Natrium Carbonat sebagai energizer. Open pemanas yang digunakan adalah milik Balai Latihan Kerja Mahasiswa. Proses pendinginan yang dilakukan adalah dengan cara pendinginan langsung (dirrect quenching). Pengujian kekerasan menggunakan uji kekerasan Vickers. Temperatur pemanasan 875 属C. Waktu pemanasan adalah 15 menit, 30 menit, dan 50 menit. Media pendinginan yang digunakan adalah oli. 1.4. METODOLOGI Pada penelitian ini penulis meneliti tentang pengaruh penahanan waktu pemanasan (holding time) terhadap kekerasan baja karbon rendah pada proses karburasi dengan menggunakan media padat. Jadi penahanan waktu pemanasan dan media pendinginan dibuat bervariasi dengan tujuan untuk mengetahui sejauhmana pengaruh terhadap kekerasan yang dihasilkan.
- 4. Dalam melakukan penelitian dibutuhkan alatalat antara lain : a. Material benda uji. Material atau spesimen yang digunakan adalah baja karbon rendah perupa plat strip. b. Kawat Berfungsi sebagai pengikat benda uji agar memudahkan dalam pengambilan dari kotak sementasi pada waktu proses pendinginan. c. Bubuk karbon (arang kayu) dan bubuk barium karbonat. d. Kotak sementasi (kotak karbon). e. Penjepit Berfungsi untuk pengambilan kotak karbon dari tungku dan benda uji dari kotak karbon. Kotak sementasi harus memiliki karakteristik sebagai berikut : Harus rapat sehingga tidak memungkinkan adanya kebocoran dari gas yang terbentuk. Tahan suhu tinggi untuk waktu yang relatif lama. Sesuai untuk bentuk dan ukuran benda kerja yang akan diproses. Memiliki sifat mekanik yang memadai sehingga tidak terjadi perubahan bentuk pada saat mengalami pemanasan pada waktu yang cukup lama. Relatif ringan. Biasanya bahan Sementasi terbuat dari : Baja Cr Ni Bahan ini harganya relatif mahal, tetapi bahan ini sangat stabil pada suhu yang tinggi serta relatif ringan. Baja lunak, murah tetapi masa pakainya singkat. Besi cor, relatif tebal (rata rata diatas 10 mm) agar masa pakainya menjadi panjang. 1.5. TUJUAN Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui hubungan penahanan waktu pemanasan terhadap difusi karbon dan kekerasannya, media pendinginan terhadap kekerasan dan sejauhmana kekerasan permukaan dapat dicapai dengan proses karburasi pada material baja karbon rendah. Disamping itu sebagai penerapan materi materi yang didapat dibangku kuliah sehingga diharapkan akan menambah pengetahuan, wawasan dan keterampilan mahasiswa teknik mesin khususnya.
- 5. BAB - II DASAR TEORI 2.1. DEFINISI PACK CARBURIZING adalah proses penambahan unsur karbon pada permukaan baja karbon rendah. Pemanasan carburizing dilakukan pada suhu 900 属C 950 属C. unsur karbon dapat diperoleh dari arang kayu, arang tempurung kelapaatau sesuatu yang mengandung unsur karbon. Pengarbunan bertujuan untuk memberikan kandungan unsur karbon. Pengarbonan bertujuan untuk memberikan kandungan karbon yang lebih banyak pada bagian permukaandibandingkan dengan bagian dalam sehingga kekuatan pada permukaan lebih meningkat. Carburizing dapat dilakukan pada 4 cara, yaitu: A. Pack carburizing Proses ini menggunakan zat padat berupa arang dengan ukuran 3,5 10 milimeter barium karbonat dan soda abu untuk arang digunakan dari batok kelapa. Prosesnya yaitu baja dimasukan ke dalam kotak yang berisimedium kimia aktif padat. Kemudian kotak yang dipanaskan sampai suhu 900 属C 950 属C. B. Paste carburizing Medium kimia yang digunakan berbentuk pasta. Pasta yangdigunakan adalah campuran alum unium oksida, kaolin, water glass, potassium dan colonied sodium karbonat. Prosesnya yaitu baja yang akan dikeraskan ditutup dengan pasta dengan ketebalan 3 4mm, kemudian dikeringkan dan dimasakan ke dalam kotak. Proses ini dilakukan pada suhu 900 属C 950 属C. C. Gas carburizing Di sini logam dipanaskan dalam atmosfir yang mengandungkarbon yaitu gas alam maupun buatan. Contohnya gas-gas yang berasaldari karbon misalnya CH4 Benda kerja yang dipanaskan dengan suhu 850 属C 950 属C. Lapisan yang dapat dihasilkan adalah dengan tebal 1mm dan perlu waktu sekitar 1 4 jam. D. Liquid carburizing Karbonisasi ini dilakukan dengan rendaman air garam yang terdiridari natrium karbonat dan natrium sioda yang dicampur dengan salah satu bahan klorin barium. Proses ini dihasikan lapisan yang tebalnya sekitar 0,3mm dengan suhu 850 950 Derajat Celsius. Keuntungan menggunakan karbonisasi zat cair adalah pengurangan yang pesat, merata ke semua arah mendalam tanpa adanya bagian yang lunak permukaan rata oleh karena itu hanya dibutuhkan sedikit. Proses Pack carburizing Pada proses ini caranya adalah benda uji dimasukan ke dalam suatu kotak baja tertutup dan dikelilingi dengan bahan karbonasi. Bahan yang digunakan adalah arang kayu, arang batok kelapa, arang tulang dan arang kulit yang dicampur dengan kokas dan katalis seperti barium karbonat (BaCO3) atau natrium karbonat (Na2CO3) sebesar 10 40 %. Namun katalisyang sering dipakai adalah barium karbonat (BaCO3) karena lebih mudah terurai dari pada natrium karbonat. Mekanisme difusi yang terjadi pada saat proses pack carburizing ada 2 yaitu difusi vacancy dan difusi interstisi.
- 6. Difusi vacancy Suatu proses difusi dimana atom karbon mengisi tempat dimana terdapat celah / kekosongan. Tahapan ini bertujuan agar panas pada specimen merata sehingga karbon yang berdifusi semakin banyak dan merata. Cooling Pada tahapan ini material didinginkan dengan cara quenching. Bertujuan untuk membentuk mikrostruktur martensite yang sifatnya keras pada permukaan material. Perubahan sifat sifat material yang dapat terjadi akibat proses pack carburizing antara lain: 1.Sifat mekanik Peningkatan kekerasan permukaan. Peningkatan ketahanan aus. Peningkatan kekuatan tarik. 2.Sifat fisik Perubahan volume dapat terjadi. Perubahan butir (gram) mungkin terjadi. 3.Sifat kimia Peningkatan kadar karbon pada permukaan. 2.2. FAKTOR FAKTOR YANG MEMPENGARUHI Holding time Semakin lama waktu pemanasan maka semakin luas bidang yang dipanaskan sehingga karbon yang berdifusi semakin banyak dan meratadisetiap bagiannya sehingga meningkatkan kekerasan Specimen tersebut. Ditambah pola difusi akan semakin dalam sehingga kekerasannya pun meningkat. Total kedalaman difusi yang dicapai pada temperature tertentu dinyatakan dalam fungsi akar kuadrat dari waktu yang dinyatakan dalam pernyataan berikut. 1. Dimana: K = Konstanta bahany = Kedalaman difusit = Waktu pemanasan. 2.Temperatur Semakin tinggi temperature maka jarak antara atom semakin besar sehingga karbon yang berdifusi semakin banyak dan membuat kekerasannya meningkat. 3.Katalis-Katalis yang berpengaruh pada pack carburizing tetapi tidak menuah hasil melainkan hanya untuk mempercepat proses, contoh katalis yang digunakan adalah BaCO3 dan Na2CO3 Karburizer Komposisi karburizer akan mempengaruhi kekerasan yang dihasilkan. 4.Semakin tinggi karbon karburizer maka karbon yang didifusikan makin banyak sehingga makin tinggi kekerasan permukaan baja. 5.Media pendinginMedia pendingin berpengaruh pada kekerasan permukaan yang dihasilkan. Beberapa media pendingin antara lain: a. Air Sistemnya sederhana serta dapat mendinginkan dengan cepat. Kekerasannya adalah membentuk selimut uap yang menutupi permukaan material sehingga menghasilkan pendinginkan yang tidak seragam dipenampang permukaan yang luas. b. Oli Kemampuan pendinginannya tidak sebaik air karena pengaruh viscositasnya. c. Larutan polimer
- 7. Kemanapun pendinginannya diantara oli dan air memerlukan closed system karena konsentrasinya mudah berkurang. d. Larutan garam Pendinginannya dapat terjadi pada rentang temperature yang besar ( 150 属C 590 属C) karena karakter tersebut lelehan garamnya hanya digunakan untuk delayed quenching. 2.3. KOMPOSISI KIMIA TERHADAP LOGAM Komposisi kimia berpengaruh terhadap kekerasan specimen : . Semakin banyak kandungan karbon aktifnya maka semakin baik kekerasannya. Bahan pengkarbonan arang juga menentukan terhadap proses kekerasan hasil pack carburizing. . Penggunaan arang batok kelapa akan berbeda dengan menggunakan arang jati yang kadar karbonnya lebih rendah. Pada beberapa komponen elemen mesin seperti poros atau roda gigi, kadang diperlukan sifat yang keras dan tahan aus pada permukaanya, sedangkan pada inti atau bagian dalam tetap dalam keadaan lunak dan ulet. Hal ini akan berdampak pada ketahanan benda terhadap keausan dan keuletan yang sesuai dengan kebutuhan. Karburising adalah proses dimana benda akan dikeraskan pada kulitnya dengan cara penambahan karbon ke permukaan benda, karburising dilakukan dengan cara memanaskan benda kerja dalam lingkungan yang banyak mengandung karboin 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 kulit 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). kita ketahui bahwa carbon memiliki sifat keras tapi getas, sedangkan besi mempunyai sifat ulet. Karburising Padat (Pack Carburizing) Karburising padat adalah proses karburisasi atau penambahan karbon 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).
- 8. 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 mulamula 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 ke kanan makin banyak CO. 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:
- 9. 2NaCN + O2 -------------> 2 NaCNO 4NaCNO -------------> 2NaCN + Na2CO3 + CO + 2N 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 属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 harus benar-benar mengikuti petunjuk dari pihak berwenang. Karburising 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属 C 950属 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
- 10. 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 Definisi PACK carburizing atau Karburasi padat adalah proses di mana karbon monoksida yang berasal dari senyawa padat terurai pada permukaan logam menjadi karbon yang baru lahir dan karbon dioksida. Karbonyang baru lahir diserap ke dalam logam, dan karbondioksida segera bereaksi dengan bahan karbon hadir dalam senyawa karburasi padat untuk menghasilkan karbon monoksida segar. Pembentukan karbonmonoksida ditingkatkan oleh energizers ataukatalis, seperti barium karbonat (BaCO3), kalsiumkarbonat (CaCO3), kalium karbonat (K2CO3), dannatrium karbonat (Na2CO3), yang hadir di daerah karburasi. 1. ProsesPada metode Pack carburizing atau karburisasi padat, komponen yang akan dikarburisasi ditempatkan dalam kotak yang berisi media penambah unsur karbon atau media karburasi, kemudian dipanaskan pada suhu austenisasi (842953 C). Akibat pemanasan ini, media karburasi akan teroksidasi menghasilkan gas CO2 dan CO .Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk atom Karbon yang kemudi- an berdifusi ke dalam baja mengikuti persamaan: 2CO + Fe Fe (C) +CO2Gas CO2 ini sebagian akan bereaksi kembali dengan karbondari media karburasi membentuk CO dan sebagian lagi akan menguap. Ini berarti bahwa oksigen harus tersedia cukup dalam kotak agar proses dapat berlangsung dengan baik. 2. Media karburasi yang berbentuk serbuk akan memunculkan rongga-rongga di dalam kotak. Semakin besar ukuran serbuk maka semakin besar rongganya, namun akan semakin sedikit kontak antara media karburasi dengan permukaan komponen. Ukuran serbuk yang besar juga akan mengurangi efektifitas proses karburisasi padat, terutama jika komponen yang dikarburisasi memiliki bentuk yangrumit. Di sisi lain, semakin kecil ukuran serbuk semakin kecil rongganya sehingga mengurangi jumlah Oksigen dalam kotak. Bagaimanapun juga, rongga ini diperlukan untuk menjamin pergerakan gas-gas yangmuncul selama proses di dalam kotak. Oleh sebab itu, ukuran butir serbuk yang efektif pada proses karburising padat perlu ditentukan agar proses menjadi optimal. 3. Proses pengerasan dilakukan dengan memanaskan kembali benda uji pada suhu Austenisasi sekitar850 C, ditahan selama 5 menit, kemudian seluruh benda uji dicelup secara bersamaan ke dalam air bersuhu 25 C. 4. Perubahan fasa akibat perlakuan karburisasi dan pengerasan diamati menggunakan Mikroskop Optik Olympus. Tebal lapisan difusi (case depth) yang diperoleh dari hasil proses karburisasi ditentukan melalui pengukuran kekerasan dari tepi benda uji menggunakan Micro VickersHardness Tester dengan beban penekanan disesuaikan dengan komponen yang akan uji. Sedangkan untuk mengukur case depth dapat menggunakan indicator perubahan kekerasan permukaan.
- 11. BAB - III METODE PENELITIAN Pada penelitian ini penulis meneliti tentang pengaruh penahanan waktu pemanasan (holding time) terhadap kekerasan baja karbon rendah pada proses karburasi dengan menggunakan media padat. Jadi penahanan waktu pemanasan dan media pendinginan dibuat bervariasi dengan tujuan untuk mengetahui sejauhmana pengaruh terhadap kekerasan yang dihasilkan. 3.1. Alur Penelitian Dalam melakukan penelitian dibutuhkan alatalat antara lain : a. Material Benda uji. Material atau spesimen yang digunakan adalah baja karbon rendah perupa plat strip. Komposisi kimia : b. Kawat Berfungsi sebagai pengikat benda uji agar memudahkan dalam pengambilan dari kotak sementasi pada waktu proses pendinginan. c. Bubuk karbon (arang kayu) dan bubuk barium karbonat. d. Kotak sementasi (kotak karbon) Kotak sementasi harus memiliki karakteristik sebagai berikut : Harus rapat sehingga tidak memungkinkan adanya kebocoran dari gas yang terbentuk. Tahan suhu tinggi untuk waktu yang relatif lama. Sesuai untuk bentuk dan ukuran benda kerja yang akan diproses. Memiliki sifat mekanik yang memadai sehingga tidak terjadi perubahan bentuk pada sat mengalami pemanasan pada waktu yang cukup lama. Relatif ringan. Biasanya bahan Sementasi terbuat dari : Baja Cr Ni Bahan ini harganya relatif mahal, tetapi bahan ini sangat stabil pada suhu yang tinggi serta relatif ringan. Baja lunak, murah tetapi masa pakainya singkat. Besi cor, relatif tebal (rata rata diatas 10 mm) agar masa pakainya menjadi panjang. e. Penjepit Berfungsi untuk pengambilan kotak karbon dari tungku dan benda uji dari kotak karbon.
- 12. BAB - IV DATA DAN PEMBAHASAN Dari pengujian yang dilakukan terhadap baja karbon rendah, dengan adanya proses perlakukan panas maka didapat hasil yaitu berupa perubahan sifat mekanis dari benda uji. 4.1. Hasil Pengujian Kekerasan Dalam pengujian ini pengambilan data kekerasan dilakukan pada : Permukaan dan penampang benda uji sebelum dilakukan case hardening (perlakuan panas). Pada permukaan dan penampang benda uji setelah mengalami proses perlakuan panas (cese hardening) dengan metode pack carburising. Pengujian kekerasan pada permukaan spesimen dilakukan secara acak pada permukaan. Sedangkan pada pengujian pada penampang dilakukan indentasi secara diagonal dengan jarak yang teratur dari permukaan. Sebelum dilakukan proses perlakuan panas benda uji dilakukan pengujian kekerasan terlebih dahulu dengan : Pengujian kekerasan Beban Lama pembebanan Penetrator : HV : 30 kg : 15 detik : Intan (diamond) Pengujian dilakukan terhadap salah satu benda uji dan kekerasan antara benda uji satu dengan lainnya sebelum pengujian dianggap sama.
- 13. BAB - V KESIMPULAN 5.1. Kesimpulan Setelah memperoleh data data hasil pengujian kekerasan pada proses pengerasan permukaan maka dapat disimbulkan bahwa : Semakin lama waktu penahan (Holding Time) maka semakin tebal difusi karbon pada benda uji dan dengan adanya penambahan unsur karbon pada permukaan maka kekerasan permukaan benda uji bertambah keras. Hal tersebut dapat diketahui dengan melihat hasil perhitungan kadar karbon pada benda uji. Kadar karbon yang tinggi membuat permukaan benda uji semakin keras dan getas. Dengan pendinginan langsung dapat mempengaruhi kekerasan permukaan benda uji, hal tersebut dapat diketahui dengan melihat hasil hasil kekerasan benda uji. Pada proses pengerasan suatu material akan diperoleh hasil yang maksimal bila dicapai struktur martensit. Dan struktur martensit ini hanya dapat dicapai dari fase austenit yang didinginkan dengan cepat. Dengan pendinginan yang cepat dari temperatur austenit nk diperoleh bentuk kristal BCC yang tergeser menjadi BCT akibat perbedaan temperatur yang tinggi pada materil. 5.2. Saran Karena keterbatasn penelitian ini maka diharapkan pada penelitian penelitian selanjutnya tentang proses perlakuan panas lainnya secara khusus dan secara umum, karena dalam hal ini sangat berguna untuk menambah dan memperjelas pengetahuan di bidang Metallurgy.
- 14. DAFTAR PUSTAKA Amstead, BH, 1997, Jakarta Erlangga : Teknologi Mekanik Jilid - 1. Bradbury. EJ, 1990, Jakarta, Gramedia Pustaka Utama : Dasar Metalurgi untuk Rekayasawan. Situs: Http://www.google.co.id/m?q=perlakuan%20panas