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 °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 alat–alat 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 °C – 950 °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 °C – 950 °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 °C – 950 °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 °C – 950 °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 °C – 590 °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 °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° C – 950° 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 (842–953 ˚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 alat–alat 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