Analisis pengaruh penarikan proses pack carburizing terhadap sifat mekanik baja karbon = Analysis of the effect of tensile of pack carburizing process on the mechanical properties of carbon steel

Penelitian dengan pack carburizing pada temperatur lebih rendah dari temperatur carburizing normal dan beban penarikan hingga batas proposional material baja karbon. Dengan tujuan mengetahui pengaruh dari beban penarikan pada carburizing temperatur pemanasan lebih rendah terhadap kekerasan, struktur mikro, komposisi unsur pada baja karbon. Untuk mencapai tujuan tersebut dilakukan carburizing dengan persentase 80% arang tulang kerbau dan 20% BaCO3, ukuran butir mesh 20, holding time 4 jam, pendinginan secara perlahan dengan beban penarikan ¼ σp ½ σp ¾ σp, dan σp (tegangan proporsional) serta baja karbon sebagai material uji. Pengujian yang digunakan adalah pengujian kekerasan, uji metalography, uji SEM, EDS dan mapping untuk melihat struktur mikro, jenis unsur, persentase unsur dalam material. Diperoleh nilai kekerasan tertinggi pada beban penarikan sebesar tegangan proporsional yakni pada temperatur 6000C nilai kekerasan 103,93 HRB, temperatur 6500C nilai kekerasan 104,33 HRB, temperatur 7000C nilai kekerasan 104,80 HRB, dan pada temperatur 7500C nilai kekerasan 106,60 HRB, sedangkan carburizing tanpa penarikan temperatur 8000C nilai kekerasan 105,2 HRB. Pada temperatur 7000C, temperatur 7500C, terlihat pertambahan struktur perlit ditandai dengan warna gelap disetiap peningkatan temperatur. Semakin banyak struktur mikro perlit yang terbentuk maka semakin tinggi nilai kekerasannya. Pada temperatur 7000C persentase perlit sebesar 40.187%, temperatur 7500C persentase perlit sebesar 52,234%. Komposisi unsur karbon (C) dan ferrous (Fe) pada raw material sebesar 0.15%, setelah di carburizing temperatur 7000C beban penarikan σp terjadi kenaikan unsur karbon menjadi 0.73%. Sedangkan pada carburizing temperatur 7500C beban penarikan σp juga terjadi kenaikan unsur karbon sebesar 1.26%. Dengan adanya pertambahan unsur karbon pada permukaan material ini mengindikasikan terjadinya difusi pada material dengan terbentuknya fase perlit yang lebih banyak pada permukaan serta ditandai pula terjadinya distribusi kekerasan dari surface ke core yang ditandai dengan peningkatan persentase karbon dan nilai kekerasan yakni 104,8 HRB untuk temperatur 7000C dan 106,60 HRB untuk temperatur 7500C. Pada proses carburizing di bawah temperatur carburizing normal dengan beban penarikan sebesar tegangan proporsional diperoleh efesiensi daya listrik sebesar 2.1254 KWh atau sebesar 7.115% dan penghematan temperatur sebesar 500C.

Keyword : Beban penarikan, kekerasan, pack carburizing, temperatur rendah, difusi karbon, komposisi kimia, striktur mikro