yusuf bhz - 2112152058 - carburizing

LAPORAN METALURGI FISIK

Laporan ini dibuat untuk memenuhi salah satu nilai mata kuliah

Metalurgi Fisik

Oleh,

Nama : Yusuf Bagus Z. H.

NIM : 2112152058

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik

Universitas Jendral Achmad Yani

Cimahi

Januari, 2016

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT karena atas berkat

dan kasih karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Metalurgi

Fisik

Tujuan dari penyusunan Laporan ini adalah untuk melengkapi salah satu

tugas mata kuliah Metalurgi Fisik, di Universitas Jendral Ahmad Yani.

Dalam pembuatan karya tulis ini penulis menyadari akan adanya

kekurangan baik dari segi penyampaian maupun penulisan yang disebabkan karena

keterbatasan keterampilan dan pengetahuan yang dimiliki oleh penulis, maka pada

kesempatan ini penulis mengharapkan saran serta kritik yang sebesar-besarnya

terutama yang bersifat membangun dengan harapan dapat memperbaiki setiap

kesalahan tersebut di masa yang akan datang, agar terciptanya penambahan

pengalaman dan pengetahuan yang mudah-mudahan dapat berguna kelak.

Akhir kata penulis mengharapkan agar karya tulis ini dapat bermanfaat bagi

penulis khususnya, dan menambah wawasan bagi pembaca pada umumnya. Terima

kasih.

Cimahi, Januari 2016

Penulis

iii

Laporan Metalurgi Fisik – Yusuf BZH - 2112152058

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................................................................ II

DAFTAR ISI ......................................................................................................... III

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1

1.1 LATAR BELAKANG MASALAH ...................................................... 1

1.2 TUJUAN PERCOBAAN ................................................................... 3

1.3 ALAT DAN BAHAN ....................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI .............................................................................. 4

2.1 TEORI TAMBAHAN ....................................................................... 5

2.1.1 Proses Karburising ................................................................. 5

2.1.2 Keuntungan dan kerugian karburising: ................................ 11

2.1.3 Hal-hal yang mempengaruhi kekerasan ............................... 11

BAB III PROSEDUR PERCOBAAN ............................................................. 13

BAB IV ANALISIS PERCOBAAN ............................................................... 15

4.1 ANALISA DATA .......................................................................... 15

4.2 ANALISA TEORITIS ..................................................................... 15

BAB V KESIMPULAN ..................................................................................... 17

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 18

LAMPIRAN ............................................................................................................ 1

1


BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Perlakuan panas kimiawi merupakan proses yang digunakan untuk

memperoleh sifat berbeda pada permukaan dan bagian tengah komponen. Kondisi

demikian kadang diperlukan pada komponen yang harus keras permukaannya dan

tahan aus, tetapi bagian tengah lebih ulet dan tangguh. Kombinasi sifat ini

menjamin komponen memiliki ketahanan aus yang cukup untuk memberi umur

pakai lebih lama disamping cukup tangguh terhadap beban impak.

Metode pertama dikenal sebagai proses perlakuan termokimia karena

komposisi kimia permukaan baja diubah dengan difusi atom karbon dan atau

nitrogen (carburizing dan nitriding) dan terkadang dengan elemen lainnya. Metoda

kedua melibatkan transformasi fasa pemanasan dan pendinginan cepat.

Gambar I.1 Pemodelan terjadinya difusi

Karburising merupakan proses penambahan unsur karbon pada baja karbon

rendah secara difusi sehingga karbon dari media karburising akan masuk ke

permukaan baja dan meningkatkan kadar karon pada pemukaan baja karbon rendah

tersebut. Pada bagian baja dengan kadar karbon tinggi (>1% C), jumlah kandungan

karbon pada permukaan baja sudah cukup tinggi sehingga karbon akan sulit

berdifusi ke permukaan substrat. Difusi karbon umumnya dilakukan pada suhu

842°C - 953°C (Budinski, 1999;304). Terdapat tiga metode karbirising yaitu : gas,

liquid, dan pack karburising.

2


Pada sistem pack karburising , baja (komponen/benda kerja) dimasukan

disekitar serbuk karbon yang saat pemanasan mengeluarkan gas CO2 dan CO. Gas

CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk atom karbon yang kemudian

berdifusi ke dalam baja mengikuti persamaan :

2 𝐶𝑂 + 𝐹𝑒 → 𝐹𝑒 (𝐶) + 𝐶𝑂

Gas CO2 ini sebagian akan bereaksi kembali dengan karbon dari media

karburasi.

Membentuk CO dn sebagian lagi akan menguap. Ini berarti bahwa oksigen

harus tersedia cukup dalam kotak agar proses dapat berlangsung dengan baik.

Media karburasi yang berbentuk serbuk akan memunculkan rongga-rongga didalam

kotak. Semakin besar ukuran serbuk maka semakin besar rongganya, namun akan

semakin sedikit kotak antara media karburasi dengan permukaan komponen.

Ukuran serbuk yang besar juga akan mengurangi efektifitas proses karburasi padat,

terutama jika komponen yang dikarburasi memiliki bentuk yang rumit. 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 yang muncul selama proses didalam kotak. Oleh

sebab-sebab itu, ukuran butir serbuk yang efektif pada proses karburising padat

perlu ditentukan agar proses menjadi optimal.

Pada permukaan baja karbon rendah, gas CO terurai membentuk atom

karbon yang kemudian terdifusi masuk ke dalam baja. Dengan demikian kadar

karbon pada permukaan baja akan meningkat sehingga meningkatkan kekerasan

permukaan.

Gambar I.2 Pemodelan terjadinya difusi

Kedalaman difusi dan kekerasan yang dihasilkan pada proses karburising

tidak ada batasan secara teknik, tapi dari pengamatan praktis umumnya kedalaman

3


karburising sekiar 0,05in(1,27m). Waktu yang dibutuhkan untuk karburising juga

sangat tergantung pada media, suhu difusi dan jenis paduan logam.

1.2 Tujuan Percobaan

Untuk memperoleh sifat berbeda pada permukaan dan bagian tengah

komponen.

1.3 Alat dan Bahan

1. Satu buah kotak baja untuk proses karburising

2. Baja Karbon Rendah

3. Serbuk kabon

4. Gergaji,kikir,kertas ampelas

5. Tungku muffle

6. Penjepit spesimen

7. Mesin uji kekerasan

8. Mikroskop metalurgi

4


BAB II

LANDASAN TEORI

Karburising merupakan proses penambahan unsur karbon pada baja karbon

rendah secara difusi sehingga karbon dari media karburising akan masuk ke

permukaan baja dan meningkatkan kadar karon pada pemukaan baja karbon rendah

tersebut. Pada bagian baja dengan kadar karbon tinggi (>1% C), jumlah kandungan

karbon pada permukaan baja sudah cukup tinggi sehingga karbon akan sulit

berdifusi ke permukaan substrat. Difusi karbon umumnya dilakukan pada suhu

842°C - 953°C (Budinski, 1999;304). Terdapat tiga metode karbirising yaitu : gas,

liquid, dan pack karburising.

Pada sistem pack karburising , baja (komponen/benda kerja) dimasukan

disekitar serbuk karbon yang saat pemanasan mengeluarkan gas CO2 dan CO. Gas

CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk atom karbon yang kemudian

berdifusi ke dalam baja mengikuti persamaan :

2 𝐶𝑂 + 𝐹𝑒 → 𝐹𝑒 (𝐶) + 𝐶𝑂

Gas CO2 ini sebagian akan bereaksi kembali dengan karbon dari media

karburasi

Membentuk CO dn sebagian lagi akan menguap. Ini berarti bahwa oksigen

harus tersedia cukup dalam kotak agar proses dapat berlangsung dengan baik.

Media karburasi yang berbentuk serbuk akan memunculkan rongga-rongga didalam

kotak. Semakin besar ukuran serbuk maka semakin besar rongganya, namun akan

semakin sedikit kotak antara media karburasi dengan permukaan komponen.

Ukuran serbuk yang besar juga akan mengurangi efektifitas proses karburasi padat,

terutama jika komponen yang dikarburasi memiliki bentuk yang rumit. 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 yang muncul selama proses didalam kotak. Oleh

sebab-sebab itu, ukuran butir serbuk yang efektif pada proses karburising padat

perlu ditentukan agar proses menjadi optimal.

5


Pada permukaan baja karbon rendah, gas CO terurai membentuk atom

karbon yang kemudian terdifusi masuk ke dalam baja. Dengan demikian kadar

karbon pada permukaan baja akan meningkat sehingga meningkatkan kekerasan

permukaan.

2.1 Teori Tambahan

2.1.1 Proses Karburising

Pada suatu komponen mesin dari baja adakalanya 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 karboin aktif, sehingga karbon berdifusi masuk ke permukaan baja

(Wahid Suherman, 1998: 147).

Pada temperature 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 :

baja eutectoid

baja hypoeutectoid

baja hypertectoid

6


Gambar II.1 Diagram Fasa

Menurut diagram Fase diatas dapat dibaca bahwa baja eutectoid mempuyai

kandungan karbon sebesar 0,8 %. Mempuayi struktur mikro perlit, apabila

dipanaskan secara ekuilibrium akan mengalami perubahan struktur pada titik S atau

pada titik A1 (723 o C) . pada titik A1 mulai terjadi perubahan struktur dari pelrit

menjadi seluruhnya austenit.

Baja hypoeutectoid memiliki kadar karbon kurang dari 0,8 % dengan

struktur mikro terdiri dari ferit perlit. Apabila dipanaskan secara ekuilibrium akan

mengalami perubahan struktur pada titik A1 (723 oC). Pada titik tadi setelah perlit

habis, dan temperatur makin naik, ferit sedikit demi sedikit mulai bertransformasi

menjadi austenit

Baja hypereutectoid yang memiliki kadar karbon lebih dari 0,8 % dengan

struktur miro terdiri dari perlit yang terbungkus sementit. Apabila dipanaskan

secara ekulibrium akan mengalami perubahan struktur pada titik A1 (723 o C).

Mulai titik ini jaringan sementit akan larut ke dalam austenit dan struktur

seluruhnya akan berubah menjadi austenit pada titik Acm.

1. Karburising Padat (Pack Carburizing)

Karburising padat adalah proses karburisasi pada permukaan benda kerja

dengan menggunakan karbon yang didapat dari bubuk arang. Bahan karburisasi ini

http://3.bp.blogspot.com/_ZyqXIJTmyN4/SMXmlXsubPI/AAAAAAAAAAw/1zb2nLR98gU/s1600-h/fe+c+baru...jpg

7


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).

Gambar II.2 Packing benda kerja

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) → 2 𝐶𝑂

8


Dengan temperatur yang semakin tinggi kesetimbangan rekasi maikn

cenderung ke kanan makin banyak CO.

2 𝐶𝑂 → 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”.

2. 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:

2 𝑁𝑎𝐶𝑁 + 𝑂2 → 2 𝑁𝑎𝐶𝑁𝑂

4 𝑁𝑎𝐶𝑁𝑂 → 2 𝑁𝑎𝐶𝑁 + 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 + 𝐶𝑂 + 2𝑁

3 𝐹𝑒 + 2 𝐶𝑂 → 𝐹𝑒3𝐶 + 𝐶𝑂2

2 𝐶𝑂 → 𝐶𝑂2 + 𝐶

9


Dari reaksi tersebut tampak bahwa disamping atom karbon, atom nitrogen

ikut juga berdifusi masuk ke dalam baja karbon. Karena nitrogen di dalam baja akan

bereaksi membentuk nitrida. Banyaknya karbon dan nitrogen yang terserap

tergantung pada temperatur pemanasan dan kadar cyanide yang berada di dalam

garam cair. Garam cair atau salt bath untuk liquid carburizing biasanya

mengandung 40% – 50% garam cyanide. Selama pemakaian kandungan cyanide

akan berkurang, karena itu komposisi garam cair harus sering – sering diperiksa.

Pada garam cair proses difusi berlangusng sangat cepat dan permukaan benda kerja

tetap bersih sehingga dapat langung didinginkan. Hanya saja setelah selesai proses

benda kerja harus dibersihkan dari sisa–sisa garam untuk menghindari terjadinya

korosi dan selain itu garam cyanide adalah senyawa yang sangat beracun.

Keuntungan dari proses ini adalah dapat mengeraskan baja tetapi tidak lebih

dari 0,5 mm, dapat juga untuk benda kerja yang kecil, dan juga proses oksidasi dan

dekarbonisasi dapat dicegah.

Gambar II.3 Liquid Carburizing

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

10


cairan yang akan terkena garam cianida tersebut harus benar-benar mengikuti

petunjuk dari pihak berwenang.

3. 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 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”.

Pemakaian logam ferrous baik baja maupun besi cor dengan karakteristik

dan sifat yang berbeda membutuhkan adanya suatu penanganan yang tepat sehingga

implementasi dari penggunaan logam tersebut dapat sesuai dengan kebutuhan yang

ada. Penggunaan baja karbon rendah banyak digunakan karena baja karbon rendah

memiliki keuletan yang tinggi dan mudah dimesin namun kekerasannya rendah dan

ketahanan ausnya rendah.

Baja ini tidak dapat dikeraskan dengan cara konvensional karena kadar

karbonnya yang rendah, sehingga perlu dilakukan proses carburizing. Proses

carburizing sendiri didefinisikan sebagai suatu proses penambahan kandungan

unsur karbon (C) pada permukaan baja. Proses carburizing yang tepat akan

menambah kekerasan permukaan sedang pada bagian dalam tetap ulet. Baja

dipasaran biasanya dijual dalam bentuk baja padat, baik dalam bentuk plat,

11


lonjoran, batangan maupun profil. Menaikkan maupun menurunkan prosentase

unsur karbon dari baja padatan tidak semudah dalam keadaan cair, salah satu cara

yaitu dengan proses carburizing.

Carburizing tidak mampu merubah komposisi karbon secara menyeluruh

dari material yang diproses, namun pada daerah kulit atau permukaan baja akan

berubah signifikan. Selain dari itu ada hal yang perlu diperhatikan sebelum

memulai proses pengarbonan (carburizing), yaitu komposisi kimia khususnya

perubahan unsur karbon C akan dapat mengakibatkan perubahan sifat-sifat mekanik

baja tersebut. Proses karburasi dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu waktu

penahanan atau lamanya proses karburasi, temperatur pemanasan, media karburasi

dan lamanya proses pendinginan. Untuk media karburasi, penggunaan prosentase

bahan karbon aktif dan bahan kimia yang berfungsi sebagai energizer akan

menghasilkan kekerasan yang berbeda pada baja.

2.1.2 Keuntungan dan kerugian karburising:

Keuntungan dari Proses Carburizing adalah:

Mudah mengontrol kedalaman (Depth Control) dengan mengatur

lamanya waktu tunggu/holding time

Baik untuk bentuk kompleks

Biaya rendah terutama untuk produksi massal

Bahan baku Low carbon steel -penghematan

Struktur lebih tangguh daripada baja medium atau high carbon steel

Kerugian dari Proses Carburizing adalah:

Proses ini belum dapat menggunakan suhu yang tinggi.

Biaya mahal

2.1.3 Hal-hal yang mempengaruhi kekerasan

1. Kadar Karbon

12


Baja merupakan hasil paduan antara Fe (Besi) dengan karbon yang

relatif lebih lunak. Semakin tinggi kadar karbon yang dikandung maka baja tersebut

akan semakin keras dan getas. Namun dibalik tingginya kadar karbon yang dimiliki

akan menyebabkan keuletan suatu logam akan menurun.

2. Media Pendingin

Media pendingin sangat berpengaruh terhadap struktur mikro suatu

logam. Pada saat logam telah mengalami pemanasan, media pendingin dengan

kecepatan pendingin yang cepat akan menghasilkan kerja yang keras. Namun baja

yang keras akan menyebabkan turunnya keuletan baja tersebut.

3. Temperatur Pemanasan

Temperatur pemanasan dalam tungku akan mempengaruhi struktur

yang terbentuk, dimana tinggi suhu pemanasan akan menyebabkan terbentuknya

strukturil yang lunak karena jaraj antara molekul semakin renggang sehingga

menjadi lunak.

4. Debit

Semakin besar volume massa media pendingin, amak semakin cepat

proses pendinginannya, begitu pula sebaliknya. Hal ini disebabkan karena panas

yang dapat diserap oleh media pendingin atau fluida akan lebih banayk

dibandingkan volume yang kecil.

13


BAB III

PROSEDUR PERCOBAAN

1. Menyiapkan benda kerja :

Memotong,

Ratakan dan bersihkan spesimen dari semua kotoran yang menempel

dengan kikir dan kertas ampelas,

Berikan tanda pada benda kerja : memoles permukaan spesimen dengan

autosol.

2. Melakukan pengujian kekerasan dengan kekerasan rockwell dan mengamati

struktur mikro permukaan spesimen sebelum di proses karburising.

3. Persiapkan spesimen dan serbuk karbon dalam kotak baja untuk proses

karburising.

4. Mempersiapkan tungku pemanas, memasukan kotak karburising yang telah

diisi spesimen dan serbuk kedalam tungku dan atur suhu kerja 900°C.

Lakukan proses karburising selama waktu yang telah ditentukan (1 jam atau

2 jam atau 3 jam atau 4 jam).

5. Mengambil kotak karburising dari dalam tungku dengan alat bantu, buka

tutup kotak dan dinginkan dengan udara bebas.

6. Mengambil spesimen dari kotak, bersihkan dari permukaan spesimen

7. Melakukan pengujian kekerasan permukaan dan amati struktur mikronya.

8. Melakukan proses quenching untuk memperoleh permukaan yang keras

pada spesimen

9. Melakukan pengujian kekerasan permukaan benda kerja setelah karburising

dan amati struktur mikro permukaan spesimen.

14


15


BAB IV

ANALISIS PERCOBAAN

Data-data Pengamatan :

Bahan spesimen uji : AISI 1020

Tungku yang digunakan : Muffle

Temperatur proses karburising : 900°C

Lama waktu proses karburising : 3 Jam

Data hasil pengujian kekerasan :

Metode pengujian kekerasan : Rockwell C

Indentor : intan kerucut

Beban penekenan : 1470 N / 150 kgf

4.1 Analisa Data

Berdasarkan data diatas maka bisa dilihat bahwa kekerasan setelah diuji

dengan mesin rockwell kekerasan setelah karburising lebih keras, kekerasan tersbut

dikarenakan proses setelah karburising didapatkan dengan mendinginkan pada

tungku, dimana dengan pendinginan ditungku laju pendinginan terhadap materialya

lebih lambat dibandingkan dengan quenching dengan oli. Adapun perbedaan titik-

titik kekerasan disebabkan oleh titik uji kekerasan yang diambil berbeda beda,

untuk titik kekerasan yang rendah diambil pada titik tengah bahan uji spesimen.

Yang berarti untuk bagian tengah bahan uji spesimen kekerasannya masih kurang.

4.2 Analisa Teoritis

Kekerasan Sebelum Karburising

Kekerasan Rata Rata

Kekerasan setelah karburising (tungku)

Kekerasan Rata Rata

Kekerasan setelah quenchhing (oli)

Kekerasan Rata Rata

94 HRC

94,6 HRC

94 HRC

94,3 HRC

77,5 HRC

75,5 HRC 96,5 HRC 93 HRC 74,5 HRC

93,5 HRC 96 HRC 74,5 HRC

16


Berdasarkan teori kekerasan lebih bagus dengan menggunakan metode

pendinginan dengan menggunakan tungku didapatkan kekerasan yang lebih keras

karena laju pendinginan ditungku terjadi lebih lambat, yang artinya laju

pendinginan lebih merata ke seluruh permukaan bahan. Sementara dengan

menggunakan quenching atau dengan pendinginan oli itu didapatkan pendinginan

yang tidak merata, karena pendinginannya terjadi dengan cepat atau tidak merata.

17


BAB V

KESIMPULAN

Kesimpulan dari praktikum ini adalah kekerasan dengan menggunakan

metode pendinginan di tungku didapatkan kekerasan yang lebih baik karena

pendinginan yang merata dan lambat, sedangkan dengan metode quenching

didapatkan kekerasan getas tapi rapuh karena pendinginannya tidak merata. Pada

praktikum ini pun pada titik tengah materialnya didapati kekerasan materialnya

masih lunak, karena pendinginan pada saat praktikum kurang merata.

18


DAFTAR PUSTAKA

Sudarsono., Ferdian, D., dan Soedarsono, J.W., 2003, “Pengaruh Media

Celup dan Waktu Tahan Pada Karburasi Padat Baja AISI SAE 1522”,

http://arisabadi.blogspot.co.id/2008/09/proses-karburising.html

http://teknik-mesin1.blogspot.co.id/2011/05/karburising.html

http://arisabadi.blogspot.co.id/2008/09/proses-karburising.html

http://teknik-mesin1.blogspot.co.id/2011/05/karburising.html

1


LAMPIRAN

2


LAMPIRAN TUGAS

1. Buatlah gambar skematik siklus proses perlakuan panas yang dilakukan ?

2. Jelaskan apa yang terjadi pada masing masing tahap dalam proses

karburising ?

3. Jelaskan mengapa terjadi perbedaan sifat mekanik (kekerasan) dari

specimen sebelum dan setelah dilakukan proses proses karburising, dan

jelaskan pula perubahan struktur mikronya ?

4. Apa yang terjadi bila baja karbon rendah dilakukan celup cepat setelah

proses karburising, jelaskan.

Jawaban :

1.

3


2. 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 temperature

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.

3. Perbedaan terdapat pada metode pendinginan masing-masing specimen,

karena dengan pendinginan yang berbeda caranya sifat kekerasan yang

didapatkan pun akan berbeda, misal bahan yang didinginkan dengan tungku

laju pendinginannya akan lebih lambat dan baik terhadap kekerasan

dibandingkan didinginkan dengan menggunakan oli.

4. Pendinginan yang dilakukan secara cepat akan menyebabkan material

memiliki sifat martensite. Martensit merupakan salah satu fasa yang dapat

terbentuk pada struktur logam. Sifat dari sturktur pada fasa martensit adalah

keras dan getas, jadi logam yang berada pada fasa ini cepat mengalami

perpatahan. Untuk mendapatkan struktur dengan fasa martensit, maka

logam haurs melalui proses perlakuan panas dengan laju pendinginan yang

cepat. Untuk laju pendinginan yang cepat, biasanya digunakan air garam

yang memiliki densitas yang sangat tinggi.

yusuf bhz - 2112152058 - carburizing

Documents