aa

PENGARUH VARIASI TEMPERATUR CARBURIZING TERHADAP TINGKAT KEKERASAN DAN KEDALAMAN DIFUSI KARBON PADA

BAJA ST 41 DENGAN METODE PACK CARBURIZING

SKRIPSIOLEH

CHANDRA WAHYU PRATAMANIM 108511414297

UNIVERSITAS NEGERI MALANGFAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK MESINPROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

Agustus 2012

1

a. Judul Penelitian

Pengaruh variasi temperatur carburizing terhadap tingkat kekerasan dan

kedalaman difusi karbon pada baja st 41 dengan metode pack carburizing

b. Latar Belakang

Pada komponen mesin sering dijumpai suatu bahan yang memerlukan

kekerasan dan keliatan. Misalnya poros transmisi dan roda gigi. Saat mengalami

perpindahan persneling, poros transmisi dan roda gigi mengalami beban puntir.

Komponen tersebut juga harus mempunyai sifat lentur, karena dengan sifat lentur

diharapkan dapat mengurangi hentakan keras pada saat roda gigi mengalami

perkaitan saat terjadinya perpindahan transmisi.

Pada umumnya, untuk memperoleh kekerasan pada baja dapat dilakukan

dengan proses perlakuan panas (heat treatment) dan proses kimia (chemical heat

treatment). Perlakuan panas adalah proses memanaskan bahan sampai suhu

tertentu dan kemudian didinginkan dengan metode tertentu (Daryanto, 2006: 63).

Salah satu metode proses kimia yang dapat diterapkan untuk meningkatkan

kekerasan bahan adalah melalui proses karburasi (carburizing). Proses

carburizing merupakan proses penambahan unsur karbon (C) ke dalam logam,

khususnya pada bagian permukaan bahan dimana unsur karbon ini didapat dari

bahan-bahan yang mengandung karbon sehingga kekerasan logam dapat

meningkat (Suherman, 1988: 147). Kekurangan proses carburizing pada logam

dapat diperbaiki dengan proses perlakuan panas yaitu dengan cara pengerasan

lanjut (hardening). Proses hardening dilakukan untuk memperbaiki bagian dalam

benda kerja akibat pemanasan yang berlebihan pada waktu proses carburizing

yang kemudian didinginkan dengan cepat.Salah satu baja yang sering digunakan

dalam carburizing adalah ST 41, karena bahan ini merupakan baja dengan kadar

karbon di bawah 0,25% C. Baja ST 41 ini mengandung 0,16% C, 0,015% Si,

0,02% P, 0,028% S, dan 0,68% Mn (Sertifikat PT GSI,2010). Penggunaan baja

karbon rendah St 41 dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai bahan

pembuatan mur, baut, ulir sekrup, peralatan senjata, alat pengangkat presisi,

batang tarik, perkakas silinder dan yang lainnya. Hal ini karena sebelum

2

mengalami carburizing baja ini mempunyai sifat mudah dikerjakan dengan mesin

(Daryanto, 2006:63). Namun penggunaan baja St 41 ini terbatas pada bagian-

bagian yang kurang mendapatkan beban dan gesekan yang berat. Hal ini karena

baja karbon St 41 memiliki sifat mekanis terutama kekerasan dan keuletan kurang

sesuai dengan kebutuhan yang ada. Untuk mendapatkan suatu konstruksi bahan

yang keras pada permukaan dan ulet pada bagian inti baja maka dilakukan

carburizing.

Dalam dunia industri umumnya lebih menekankan pada kecepatan proses

produksi. Hal ini dihubungkan dengan hasil produksi yang dapat dicapai dalam

kurun waktu tertentu dengan biaya yang dikeluarkan dalam proses produksi

tersebut. Dengan kata lain, badan industri atau perusahaan akan berusaha

bagaimana cara mencapai target produksi maksimal dengan biaya produksi

minimal. Sehingga industri membutuhkan suatu solusi bagaimana cara memenuhi

kuota produksi yang telah ditentukan dalam waktu yang relatif singkat karena

dengan jalan ini, suatu perusahaan akan mendapatkan keuntungan. Dalam

produksinya, proses carburizing cenderung membutuhkan waktu yang lebih lama

karena proses difusi karbon kedalam benda membutuhkan waktu yang relative

lama. Salah satu faktor yang mempengaruhi kecepatan difusi karbon kedalam

suatu benda adalah temperatur carburizing.

Pada penelitian yang dilakukan oleh Agus Dani (2003:62) yaitu Pengaruh

Temperatur Heating dan Waktu Holding terhadap Kekerasan pada Proses Pack

Carburizing Sprocket Sepeda Motor menyimpulkan bahwa semakin besar

temperatur heating dan waktu holding maka kekerasannya akan semkain

meningkat. Hal ini dapat dilihat pada data hasil penelitian berikut ini yang

diperoleh nilai kekerasan tertinggi yaitu :

Pada temperatur heating 900º C dan holding 5 jam kekerasan rata-rata

sebesar 243,36 VHN.


sebesar 289,30 VHN.


sebesar 327,74 VHN.

3

Terlihat dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Agus Dani bahwa nilai

kekerasan tertinggi dicapai pada temperatur heating 9500 C dengan holding 5 jam

yaitu sebesar 327,74 VHN. Hal ini disebabkan karena semakin besar temperatur

heating yang digunakan, maka semakin besar pula energi aktivasi yang dimiliki

oleh atom karbon aktif untuk melakukan perpindahan secara difusi menuju ke

dalam baja. Semakin besar temperatur heating maka atom-atom besi pada baja

akan mengembang sehingga celah-celah antar atom juga semakin besar. Atom

karbon yang memiliki jari-jari atom lebih kecil dari pada jari-jari atom besi akan

lebih mudah dan cepat untuk melakukan difusi ke dalam baja. Semakin banyak

atom karbon aktif yang berdifusi maka akan menghasilkan permukaan baja yang

jenuh dengan karbon sehingga kekerasannya akan meningkat.

Mengkaji dari penelitian sebelumnya bahwa temperatur heating pada

proses carburizing mempengaruhi energi aktivasi yang dimiliki atom karbon aktif

dalam proses difusi. Dalam penelitian ini, temperatur heating yang digunakan

sebesar 9000 C, 9250 C dan 9500C dalam proses carburizing yang kemudian

dapat meningkatkan nilai kekerasan pada baja.

Berbeda dengan penelitian yang dilakukan Agus Dani di atas dengan

menggunakan temperatur heating sebesar 9000 C, 9250 C dan 9500C yang

dihasilkan nilai kekerasan tertinggi pada suhu 9500C. Pada penelitian ini, peneliti

menggunakan temperatur heating sebesar 9000C, 9500C, dan 10000C. Hal ini

dikarenakan pada temperatur tersebut nilai kekerasan dimungkinkan dapat

berubah. Sehingga dari pemaparan diatas perlu diketahui pengaruh variasi

temperatur carburizing terhadap tingkat kekerasan baja St 41 dengan metode pack

carburizing. Sehingga hasil dari penelitian ini dapat dijadikan masukan yang

dapat dipakai sebagai pedoman produksi baja..

c. Rumusan Masalah

1. Adakah perbedaan nilai kekerasan baja ST 41 yang telah mengalami

proses carburizing dengan variasi temperatur 900oC, 950oC, 1000oC?

4

2. Berapakah nilai kekerasan baja ST 41 yang mengalami proses pack

carburizing menggunakan temperatur karburasi 900oC?





5. Berapa kedalaman difusi karbon pada baja ST 41 yang telah mengalami

proses carburizing dengan media donor arang tempurung kelapa?

d. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Mengetahui perbedaan nilai kekerasan baja ST 41 yang telah

mengalami proses carburizing dengan variasi temperatur 900oC,

950oC, 1000oC.

2. Mengetahui nilai kekerasan baja ST 41 yang mengalami proses pack

carburizing menggunakan temperatur karburasi 900oC.





5. Mengetahui kedalaman difusi karbon pada baja ST 41 yang telah

mengalami proses carburizing dengan media donor arang tempurung

kelapa

a. Metode Penelitian

5

Berdasarkan penelitian yang telah disebutkan, maka rancangan penelitian

yang digunakan adalah penelitian uji. Kemudian untuk teknik pengumpulan data

yang digunakan adalah Experimen.

6

aa

Documents

Transcript of aa