II. TINJAUAN PUSTAKA. Penambahan karbon yang disebut carburizing atau karburasi, dilakukan dengan

dokumen-dokumen yang mirip
II. TINJAUAN PUSTAKA. karbon sebagai salah satu dasar campurannya. Disamping itu baja juga

Jurnal Teknik Mesin, Volume 6, Nomor 1, Tahun

Heat Treatment Pada Logam. Posted on 13 Januari 2013 by Andar Kusuma. Proses Perlakuan Panas Pada Baja

UNIVERSITAS MERCU BUANA

PENGARUH KARBURISASI PADAT DENGAN KATALISATOR CANGKANG KERANG DARAH (CaCO2) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN KEASUHAN BAJA St 37

PENGARUH BAHAN ENERGIZER PADA PROSES PACK CARBURIZING TERHADAP KEKERASAN CANGKUL PRODUKSI PENGRAJIN PANDE BESI

ANALISIS PENINGKATKAN KUALITAS SPROKET SEPEDA MOTOR BUATAN LOKAL DENGAN METODE KARBURASI

PENGARUH WAKTU PENAHANAN TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA PROSES PENGKARBONAN PADAT BAJA MILD STEEL

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

ANALISA PENGARUH VARIASI KATALIS BaCO3, NaCO3 dan CaCO3 PADA PROSES KARBURASI BAJA KARBON SEDANG DENGAN PENDINGINAN TUNGGAL

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

PROSES PENGERASAN (HARDENNING)

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Oktober 2014 sampai Juni 2015di

Gambar 4. Pemodelan terjadinya proses difusi: (a) Secara Interstisi, (b) Secara Substitusi (Budinski dan Budinski, 1999: 303).

PENGARUH WAKTU TAHAN PROSES PACK CARBURIZING

Pengaruh Penambahan Barium Karbonat Pada Media Karburasi Terhadap Karakteristik Kekerasan Lapisan Karburasi Baja Karbon Rendah

Pengaruh Variasi Media Karburasi Terhadap Kekerasan Dan Kedalaman Difusi Karbon Pada Baja ST 42

PENGARUH TEMPERING PADA BAJA St 37 YANG MENGALAMI KARBURASI DENGAN BAHAN PADAT TERHADAP SIFAT MEKANIS DAN STRUKTUR MIKRO

ANALISA PENGGUNAAN TEMPURUNG KELAPA UNTUK MENINGKATKAN KEKERASAN BAHAN PISAU TIMBANGAN MEJA DENGAN PROSES PACK CARBURIZING

BAB III METODE PENELITIAN

Vol.16 No.1. Februari 2014 Jurnal Momentum ISSN : X

ANALISA KEKERASAN PADA PISAU BERBAHAN BAJA KARBON MENENGAH HASIL PROSES HARDENING DENGAN MEDIA PENDINGIN YANG BERBEDA

PENGARUH TINGKAT KEKERASAN DAN KEDALAMAN DIFUSI KARBON PADA BAJA ST 42 DENGAN METODE PACK CARBURIZING

Oleh : Hafni. Dosen Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Padang. Abstrak

1.2. Tujuan 1. Mahasiswa memahami Heat Tratment secara umum 2. Mahasiswa memahami dan mengetahui cyaniding secara umum

HEAT TREATMENT. Pembentukan struktur martensit terjadi melalui proses pendinginan cepat (quench) dari fasa austenit (struktur FCC Face Centered Cubic)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

ANALISIS PENGARUH WAKTU PERLAKUKAN PANAS TERHADAP NILAI KEKERASAN KARBURASI BAJA KARBON RENDAH

Machine; Jurnal Teknik Mesin Vol. 2 No. 2, Juli 2016 ISSN :

ANALISA PENGARUH WAKTU PENAHANAN TERHADAP NILAI KEKERASAN BAJA AISI 1050 DENGAN METODE PACK CARBURIZING

MATERIAL TEKNIK DIAGRAM FASE

PENINGKATAN KEKAKUAN PEGAS DAUN DENGAN CARA QUENCHING

Gambar 2.1. Proses pengelasan Plug weld (Martin, 2007)

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

ANALISA QUENCHING PADA BAJA KARBON RENDAH DENGAN MEDIA SOLAR

PENGARUH MULTIPLE QUECHING TERHADAP PERUBAHAN KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA BAJA ASSAB 760

PENGERASAN PERMUKAAN BAJA ST 40 DENGAN METODE CARBURIZING PLASMA LUCUTAN PIJAR

PENGARUH PERBANDINGAN GAS NITROGEN DAN LPG PADA PROSES NITROKARBURISING DALAM REAKTOR FLUIDIZED BED TERHADAP SIFAT MEKANIS BAJA KARBON RENDAH

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

EFEK PERSENTASE BARIUM KARBONAT DENGAN ARANG TEMPURUNG KELAPA TERHADAP KEKERASAN BAJA KARBON AISI 2015

ANALISIS PENGARUH MEDIA PACK CARBURIZING TERHADAP KEAUSAN DAN KEKERASAN SPROKET SEPEDA MOTOR. Sigit Gunawan 1 dan Sigit Budi Harton 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. (C), serta unsur-unsur lain, seperti : Mn, Si, Ni, Cr, V dan lain sebagainya yang

ANALISA SIFAT FISIS DAN MEKANIK BAJA KARBURISING DENGAN BAHAN ARANG TEMPURUNG KELAPA

BAB III METODE PENELITIAN

PENINGKATAN KEKERASAN DENGAN METODA KARBURISASI PADA BAJA KARBON RENDAH (MEDAN) DENGAN MEDIA KOKAS

II. TINJAUAN PUSTAKA

07: DIAGRAM BESI BESI KARBIDA

SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAJA KARBONISASI DENGAN BAHAN ARANG KAYU BK

Pengaruh Variasi Temperatur Anneling Terhadap Kekerasan Sambungan Baja ST 37

BAB IV PEMBAHASAN. BAB IV Pembahasan 69

ARANG KAYU JATI DAN ARANG CANGKANG KELAPA DENGAN AUSTEMPERING

ANALISA SIFAT MEKANIK PERMUKAAN BAJA ST 37 DENGAN PROSES PACK CARBURIZING, MENGGUNAKAN ARANG KELAPA SAWIT SEBAGAI MEDIA KARBON PADAT

SIFAT FISIS DAN MEKANIK BAJA KARBONISASI DENGAN BAHAN ARANG KAYU JATI

BAB III TINJAUAN PUSTAKA

LAPORAN TUGAS AKHIR PENELITIAN TENTANG SIFAT-SIFAT KEKUATAN TARIK, KEKERASAN, KOMPOSISI KIMIA DAN STRUKTUR MIKRO DARI TALI SERAT BAJA BUATAN KOREA

Gambar 3.1 Diagram alur Penelitian

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah

PENGARUH PROSES ANNEALING PADA HASIL PENGELASAN TERHADAP SIFAT MEKANIK BAJA KARBON RENDAH

ANALISA PERUBAHAN DIMENSI BAJA AISI 1045 SETELAH PROSES PERLAKUAN PANAS (HEAT TREATMENT)

BAB III METODE PENELITIAN

ek SIPIL MESIN ARSITEKTUR ELEKTRO

BAB I PENDAHULUAN. pisau egrek masalah yang sering dijumpai yaitu umur yang singkat yang. mengakibatkan cepat patah dan mata pisau yang cepat habis.

ANALISA NILAI KEKERASAN BAJA S-35 C DALAM PROSES KARBURASI PADAT MEMANFAATKAN TULANG SAPI SEBAGAI KATALISATOR DENGAN VARIASI WAKTU PENAHANAN

PENGARUH TEMPERATUR CARBURIZING PADA PROSES PACK CARBURIZING TERHADAP SIFAT SIFAT MEKANIS BAJA S 21 C

KARAKTERISASI PADUAN AlFeNiMg HASIL PELEBURAN DENGAN ARC FURNACE TERHADAP KEKERASAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. sama yaitu isolator. Struktur amorf pada gelas juga disebut dengan istilah keteraturan

Campuran Arang Tempurung Kelapa Bekas dan Arang Tempurung Kelapa Baru untuk Media Karburasi Baja Karbon Rendah

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

PENGARUH MEDIA PENDINGIN PADA PROSES HARDENING MATERIAL BAJA S45C

MATERI DAN PERUBAHANNYA. Kimia Kesehatan Kelas X semester 1

HASIL DAN PEMBAHASAN. dengan menggunakan kamera yang dihubungkan dengan komputer.

Proses Annealing terdiri dari beberapa tipe yang diterapkan untuk mencapai sifat-sifat tertentu sebagai berikut :

PENGARUH TEMPERATUR DAN HOLDING TIME DENGAN PENDINGIN YAMACOOLANT TERHADAP BAJA ASSAB 760

Meningkatkan Efektifitas Karburisasi Padat pada Baja Karbon Rendah dengan Optimasi Ukuran Serbuk Arang Tempurung Kelapa

ANALISA PENGARUH TEMPERATUR PADA PROSES TEMPERING TERHADAP SIFAT MEKANIS DAN STRUKTUR MIKRO BAJA AISI 4340

ANALISIS PROSES TEMPERING PADA BAJA DENGAN KANDUNGAN KARBON 0,46% HASILSPRAY QUENCH

Katalisator Cangkang Keong Mas Terhadap Sifat Mekanik Baja ST42 Melalui Proses Kaburasi

BAB V DIAGRAM FASE ISTILAH-ISTILAH

Meningkatkan kekerasan permukaan sparepart lokal kendaraan bermotor dengan cara Karburasi Cair ABSTRAK

MATERIAL TEKNIK 5 IWAN PONGO,ST,MT

BAB III KETIDAKSEMPURNAAN BAHAN PADAT

FISIKA LABORATORIUM - HEAT TREATMENT

BAB I PENDAHULUAN. perlu dapat perhatian khusus baik dari segi kualitas maupun kuantitasnya karena

I. PENDAHULUAN. Definisi baja menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) adalah suatu benda

ANALISA PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP SIFAT MEKANIS DAN STRUKTUR MIKRO PADA BAJA KARBON RENDAH (ST41) DENGAN METODE PACK CARBIRIZING

NASKAH PUBLIKASI. Disusun : YOGI KUNCORO NIM : D

Kata kunci : baja S45C, hardening, pendingin.

PENGARUH VARIASI TEMPERATUR PADA PROSES PACK CARBURIZING TERHADAP KETAHANAN AUS BAJA ST 41

ANALISIS PENGERASAN PERMUKAAN DAN STRUKTUR MIKRO BAJA AISI 1045 MELALUI PROSES NITRIDASI MENGGUNAKAN MEDIA UREA

FERIT, PERLIT, SEMENTIT, MARTENSIT, DAN BAINIT

METODE PENINGKATAN TEGANGAN TARIK DAN KEKERASAN PADA BAJA KARBON RENDAH MELALUI BAJA FASA GANDA

PENGARUH MEDIA PENDINGIN PADA PROSES HARDENING TERHADAP STRUKTURMIKRO BAJA MANGAN HADFIELD AISI 3401 PT SEMEN GRESIK

Diajukan Sebagai Syarat Menempuh Tugas Akhir. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah. Surakarta. Disusun Oleh : WIDI SURYANA

PROSES NORMALIZING DAN TEMPERING PADA SCMnCr2 UNTUK MEMENUHI STANDAR JIS G 5111

BAB I PENDAHULUAN. Dalam bidang material baja karbon sedang AISI 4140 merupakan low alloy steel

II. TINJAUAN PUSTAKA

PENGARUH MULTIPLE QUECHING TERHADAP PERUBAHAN KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA BAJA ASSAB 760

PENELITIAN PENGARUH VARIASI TEMPERATUR PEMANASAN LOW TEMPERING

BAB III METODE PENELITIAN

Transkripsi:

II. TINJAUAN PUSTAKA A. Definisi Carburizing Penambahan karbon yang disebut carburizing atau karburasi, dilakukan dengan cara memanaskan pada temperatur yang cukup tinggi yaitu pada temperatur austenit dalam lingkungan yang mengandung atom karbon aktif, sehingga atom karbon aktif tersebut akan berdifusi masuk ke dalam permukaan baja dan mencapai kedalaman tertentu. Setelah proses difusi, diikuti perlakuan pendinginan cepat (quenching), sehingga diperoleh permukaan yang lebih keras, tetapi liat dan tangguh bagian tengahnya. Difusi adalah gerak spontan dari atom atau molekul di dalam bahan yang cenderung membentuk komposisi yang seragam. Hukum pertama Fick s menyatakan bahwa difusi dari sebuah elemen dalam suatu bahan substrat merupakan fungsi koefisien difusi dan gradien konsentrasi. Gradien konsentrasi adalah jumlah atom yang terdapat disekitar substrat dibandingkan dengan jumlah atom yang terdapat di dalam substrat. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan difusi yaitu, temperatur, komposisi dan waktu (Smallman, Bishop, 2000).

Pendinginan cepat dalam proses carburizing bertujuan untuk memperoleh permukaan yang lebih keras akibat perubahan struktur mikro pada permukaan baja yang telah dikarburasi. Dari bermacam-macam struktur mikro, martensit merupakan yang paling keras dan kuat namun paling getas (Callister, 2007). Gambar 2.1. Pemodelan proses difusi: (a) Secara Interstisi, (b) Secara Substitusi. Metode proses carburizing dibedakan berdasarkan media karburasinya, yaitu gas, cair dan padat. Pack carburizing adalah metode carburizing yang paling sederhana dibanding metode cair dan gas, karena dapat dilakukan dengan peralatan yang sederhana. Pada metode ini, komponen ditempatkan dalam kotak berisi media karburasi yang saat pemanasan pada suhu austenisasi (842 953 o C) akan mengeluarkan gas CO 2 dan CO. Pembentukan karbon monoksida ditingkatkan oleh energizer atau katalis, seperti barium karbonat (BaCO3), kalsium karbonat (CaCO3), kalium karbonat (K2CO3), dan natrium karbonat (Na2CO3), yang hadir di kompleks karburasi. 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 (Y. Lakhtin,1975). 6

Gambar 2.2. Proses pack carburizing Gas CO ini bereaksi dengan permukaan baja karbon rendah membentuk atom karbon yang kemudian terdifusi masuk ke dalam baja mengikuti persamaan: 2CO + Fe Fe (C) + CO2... (2.1) B. Mekanisme Proses Difusi Mekanisme difusi dapat terjadi dengan dua cara yaitu interstisi dan substitusi. Pada prose pack carburizing, pembentukan dan pertumbuhan lapisannya merupakan proses difusi dengan mekanisme kekosongan (vacancy) dimana prinsip dari mekanisme kekosongan ini adalah jika suatu atom mengisi kekosongan yang terdapat pada susunan atom-atomnya maka akan terjadi kekosongan baru pada susunan atom tersebut. Kekosongan baru ini dapat diisi oleh atom lain yang letaknya berdekatan dengan lubang yang ditinggalkan oleh atom yang pertama tadi. Gerakan

keseluruhan dari atom-atom disebut sebagai difusi dengan mekanisme kekosongan. Atom mampu bergerak didalam kisi-kisi kristal dari satu atom ke atom lainnya apabila, (Van Vlack, Lawrence, 2004). 1. Memiliki cukup energi aktivasi 2. Memiliki agitasi panas yang cukup dari atom-atom 3. Terdapat kekosongan atau cacat kristal lainnya pada kisi kristalnya 4. Ukuran atom dimana perbedaan atom terlarut dan pelarut kurang dari 15%. Kekosongan dalam logam atau paduan akan menghasilkan ketidak stabilan yang mengakibatkan terjadinya pergerakan dari atom-atom untuk mengisi kekosongan itu dengan mekanisime interstisi dan subtitusi. Selain itu, temperatur sangat berpengaruh pada proses difusi. Hal ini dikarenakan kenaikan temperatur akan memperbanyak terjadinya kekosongan dalam logam, (Van Vlack, Lawrence, 2004). Gambar 2.1-a untuk menggambarkan energi aktivasi secara skematik. Atom karbon cukup kecil (r = 0,07 nm) dan dapat menempati posisi interstisial di antara sejumlah atom besi. Jika atom karbon ini memiliki cukup energi, atom tersebut dapat pindah dari posisi diantara atom besi ke lokasi interstisial berikutnya apabila bergetar dalam arah itu (Van Vlack, Lawrence, 2004). Mekanisme difusi lain yang digambarkan secara skematik pada Gambar 2.1-b. Bila semua atom yang ukurannya sama, atau hampir sama, maka mekanisme kekosongan menjadi dominan. Kekosongan dapat terjadi sebagai bagian dari suatu struktur yang cacat (Van Vlack, Lawrence, 2004). 8

C. Katalisator Katalis merupakan suatu zat atau substansi yang dapat mempercepat reaksi (dan mengarahkan atau mengendalikannya), tanpa terkonsumsi oleh reaksi, namun bukannya tanpa bereaksi. Katalis bersifat mempengaruhi kecepatan reaksi, tanpa mengalami perubahan secara kimiawi pada akhir reaksi. Peristiwa / fenomena / proses yang dilakukan oleh katalis ini disebut katalisis. Istilah negative catalyst (inhibitor) merujuk kepada zat yang berperan menghambat atau memperlambat berlangsungnya reaksi (Stadelman, 2000). Katalis dapat dibedakan menjadi dua yaitu: 1. Katalis homogen Katalis homogen merupakan katalis yang mempunyai fasa sama dengan reaktan dan produk. Penggunaan katalis homogen ini mempunyai kelemahan yaitu mencemari lingkungan dan tidak dapat digunakan kembali. Selain itu katalis homogen juga umumnya hanya digunakan pada skala laboratorium ataupun industri bahan kimia tertentu, sulit dilakukan secara komersil, oprasi pada fase cair dibatasi pada kondisi suhu dan tekanan sehingga peralatan lebih kompleks dan diperlukan pemisahan antara produk dan katalis. 2. Katalis heterogen Katalis heterogen merupakan katalis yang fasanya tidak sama dengan reaktan dan produk. Katalis heterogen secara umum berbentuk padat dan banyak digunakan pada reaktan berbentuk cair atau gas. 9

Salah satu sumber katalis yang mudah diperoleh disekitar kita adalah kulit telur. Kulit telur memiliki kandungan CaCO3 (kalsium karbonat) sebanyak 94%, MgCO3 (magnesium karbonat) sebanyak 1%, Ca3PO4 (kalsium fosfat) sebanyak 1% dan bahan organik sebanyak 4% (Stadelman, 2000). D. Baja Karbon Rendah Baja merupakan salah satu jenis logam yang banyak digunakan dengan unsur karbon sebagai salah satu dasar campurannya. Di samping itu baja juga mengandung unsur-unsur lain seperti sulfur (S), fosfor (P), silikon (Si), mangan (Mn), dan sebagainya yang jumlahnya dibatasi. Sifat baja pada umumnya sangat dipengaruhi oleh presentase karbon dan struktur mikro. Struktur mikro pada baja karbon dipengaruhi oleh perlakuan panas dan komposisi baja. Karbon dengan unsur campuran lain dalam baja membentuk karbid yang dapat menambah kekerasan, tahan gores dan tahan suhu baja. Perbedaan prosentase karbon dalam campuran logam baja karbon menjadi salah satu cara mengklasifikasikan baja. Berdasarkan kandungan karbon, baja dibagi menjadi tiga macam, salah satunya adalah baja karbon rendah. Baja kabon rendah (low carbon steel) mengandung karbon dalam campuran baja karbon kurang dari 0,3%. Baja ini bukan baja yang keras karena kandungan karbonnya yang rendah kurang dari 0,3% karbon. Baja karbon rendah tidak dapat dikeraskan karena kandungan karbonnya tidak cukup untuk membentuk struktur martensit (Purwanto, 2012). 10

Baja karbon randah juga memiliki ciri khusus antara lain : a. Tidak responsif terhadap perlakuan panas yang bertujuan membentuk martensit. b. Metode penguatannya dengan cold working struktur mikronya terdiri ferit dan perlit. c. Relatif lunak, ulet dan tangguh. d. Mampu las dan mampu mesin yang baik. e. Harga murah. Baja ST41 termasuk baja karbon rendah dikarenakan mempunyai kandungan karbon dibawah 0,3%. Setiap 1 ton baja karbon rendah memiliki 10 30 kg karbon. ST41 ini menunjukkan bahwa baja ini dengan kekuatan tarik kurang lebih 40 kg/mm 2 (Diawali dengan ST dan diikuti bilangan yang menunjukkan kekuatan tarik minimumnya dalam kg/mm 2 ), (Purwanto, 2012). E. Perlakuan Panas Heat Treatment ( perlakuan panas ) adalah salah satu proses untuk mengubah struktur logam dengan jalan memanaskan specimen pada elektrik furnace (tungku) pada temperatur rekristalisasi selama periode waktu tertentu kemudian didinginkan pada media pendingin seperti udara, air, air garam, oli dan solar yang masing-masing mempunyai kerapatan pendinginan yang berbeda-beda. Sifat-sifat logam yang terutama sifat mekanik sangat dipengaruhi oleh struktur mikro logam disamping posisi kimianya, contohnya 11

suatu logam atau paduan akan mempunyai sifat mekanis yang berbeda-beda jika struktur mikronya diubah (Van Vlack, Lawrence, 2004). Adanya pemanasan atau pendinginan dengan kecepatan tertentu maka bahanbahan logam dan paduan memperlihatkan perubahan strukturnya. Perlakuan panas adalah proses kombinasi antara proses pemanasan atau pendinginan dari suatu logam atau paduannya dalam keadaan padat untuk mendaratkan sifatsifat tertentu. Untuk mendapatkan hal ini maka kecepatan pendinginan dan batas temperatur sangat menentukan (Van Vlack, Lawrence, 2004). F. Quenching Proses quenching atau pengerasan baja adalah suatu proses pemanasan logam hingga mencapai batas austenit yang homogen. Untuk mendapatkan kehomogenan ini maka austenit perlu waktu pemanasan yang cukup. Selanjutnya secara cepat baja tersebut dicelupkan ke dalam media pendingin, tergantung pada kecepatan pendingin yang kita inginkan untuk mencapai kekerasan baja. Pada waktu pendinginan yang cepat pada fase austenit tidak sempat berubah menjadi ferit atau perlit karena tidak ada kesempatan bagi atom-atom karbon yang telah larut dalam austenit untuk mengadakan pergerakan difusi dan bentuk sementit oleh karena itu terjadi fase lalu yang mertensit, ini berupa fase yang sangat keras dan bergantung pada keadaan karbon. 12

Media pendingin yang digunakan untuk mendinginkan baja bermacam-macam. Berbagai bahan media pendingin yang digunakan dalam proses perlakuan panas antar lain: 1. Air Air adalah senyawa kimia dengan rumus kimia H2O. Artinya satu molekul air tersusun atas dua atom hydrogen terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air memiliki sifat tidak berwarna, tidak terasa dan tidak berbau. Air memiliki titik beku 0 o C dan titik didih 100 o C (Halliday dan Resnick, 1985). Air memiliki koefisien viskositas sebesar 0,001 Pa pada temperatur 20 o C (Giancoli, 1998). Pendinginan menggunakan air akan memberikan daya pendinginan yang cepat dibandingkan dengan oli (minyak) karena air dapat dengan mudah menyerap panas yang dilewatinya dan panas yang terserap akan cepat menjadi dingin. Kemampuan panas yang dimiliki air besarnya 10 kali dari minyak. Sehingga akan dihasilkan kekerasan dan kekuatan yang baik pada baja. Pendinginan menggunakan air menyababkan tegangan dalam, distorsi dan retak. 2. Minyak Minyak yang digunakan sebagai fluida pendingin dalam perlakuan panas adalah yang dapat memberikan lapisan karbon pada kulit (permukaan) benda kerja yang diolah. Selain minyak yang khusus digunakan sebagai bahan pendinginan proses perlakuan panas, dapat juga digunakan minyak bakar atau oli. Viskositas oli dan bahan dasar oli sangat berpengaruh dalam proses pendinginan sampel. Oli yang mempunyai viskositas lebih rendah memiliki kemampuan penyerapan panas lebih baik dibandingkan dengan oli 13

yang mempunyai viskositas lebih tinggi karena penyerapan panas akan lebih lambat. Untuk oli mesin SAE 10 pada temperatur 30 o C memiliki koefesien viskositas 200 x 10-3 Pa (Giancoli, 1998). 3. Udara Pendinginan udara dilakukan untuk perlakuan panas yang membutuhkan pendinginan lambat.untuk keperluan tersebut udara yang disirkulasikan ke dalam ruangan pendinginan dibuat dengan kecepatan yang rendah. Udara sebagai pendingin akan memberikan kesempatan kepada logam untuk membentuk kristal-kristal dan kemungkinan mengikat unsur-unsur lain dari udara. Udara memiliki titik didih -194 o C dan nilai koefisien viskositasnya 0,018 x 10-3 Pa (Giancoli, 1998). 4. Garam Garam dipakai sebagai bahan pendinginan disebabkan memiliki sifat mendinginkan teratur dan cepat. Bahan yang didinginkan di dalam cairan garam yang akan mengakibatkan ikatannya menjadi lebih keras karena pada permukaan benda kerja tersebut akan mengikat zat arang. Proses pengerasan (quenching) dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu : 1.Pendinginan langsung (Direct Quenching) 2. Pendinginan tunggal (Single Quenching) 3. Double Quenching 1. Pendinginan langsung (Direct Quenching) Pendinginan secara langsung dari media karburasi efek yang timbul adalah kemungkinan adanya pengelupasan pada benda kerja Pada pendinginan langsung ini diperoleh permukaan benda kerja yang getas. 14

Gambar 2.3. Grafik pendinginan langsung Diagram diatas merupakan pendinginan secara langsung dimana material yang telah diberikan perlakuan panas atau heat treatment langsung dimasukan kedalam pendingin dimana media yang digunakan untuk pendinginannya adalah air. 1. Pendinginan Tunggal (Single Quenching) Single quenching merupakan pendinginan dari benda kerja setelah benda kerja tersebut di karburasi dan telah didinginkan pada suhu kamar. Gambar 2.4. Pendinginan Tunggal (Single Quenching) Tujuan dari metode ini adalah untuk memperbaiki difusisitas dari atomatom karbon, dan agar gradien komposisi lebih halus. 15

2. Double Quenching Double quenching adalah proses pendinginan atau pengerasan pada benda kerja yang telah di karburasi dan didinginkan pada temperatur kamar kemudian dipanaskan lagi diluar kotak karbon pada temperatur kamar lalu dipanaskan. G. Uji Kekerasan Mikro Pada umumnya, kekerasan menyatakan ketahanan terhadap deformasi dan merupakan ukuran ketahanan logam terhadap deformasi plastis atau deformasi permanen (Dieter, 1998). Terdapat tiga jenis ukuran kekerasan, tergantung pada cara melakukan pengujian, yaitu: 1. Kekerasan goresan (scratch hardness), 2. kekerasan lekukan (indentation hardness), 3. kekerasan pantulan (rebound). Untuk logam, hanya kekerasan lekukan yang banyak menarik perhatian dalam kaitannya dengan bidang rekayasa (Callister, 2001). Kekerasan mikro menggunakan indentor piramida intan dengan beban antara 100-1000 g. Pengukuran kekerasan mikro digunakan untuk permukaan benda yang sempit dan ketebalan yang tipis, serta daerah kritis. Jenis metode pengukuran kekerasan mikro: 16

1. Metode Vickers Mirip dengan metoda vickers namun vickers untuk micro hardness test menggunakan beban yang lebih kecil. Pengujian kekerasan dengan vickers bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam yaitu daya tahan material terhadap indentor intan dan mempunyai bentuk geometri berbentuk piramid. VHN = 1,854 x P d²... (2.2) Dimana : VHN = Vickers Hardness Number P = Beban yang diberikan (kgf) d 2 = Panjang diagonal rata-rata hasil indentasi 2. Metode Knoop Geometri indentor Knoop yang memiliki alas dengan perbandingan diameter 7:1 memungkinkan indentor Knoop menjangkau daerah-daerah yang lebih sempit dan tipis dari vickers H. Analisis Awal Tempurung Kelapa Tempurung kelapa merupakan salah satu bahan organik yang memiliki ragam unsur tergantung kondisi lingkungannya. Dilakukan analisis EDX (Energy Dispersive X-ray) untuk mengetahui unsur-unsur yang terdapat pada serbuk tempurung kelapa. Tabel 2.1 memberikan informasi bahwa presentase massa paling tinggi adalah karbon (C) sebesar 49,86% dan presentase atom sebesar 57,11%. Terdapat unsur-unsur impuritas yang teridentifikasi seperti Al, S, dan K dengan prosentase di bawah 1%. Unsur-unsur tersebut dapat dikurangi 17

bahkan dihilangkan dengan proses pemanasan melebihi titik leleh atau melting point unsur tersebut. Hasil pengujian EDX dapat dijadikan dasar dalam penentuan fasa yang terbentuk pada pola difraksi sinarx (Darminto, 2012). Tabel 2.1 Hasil pengujian EDX serbuk tempurung kelapa. Unsur Massa (%) Atom (%) Karbon 49,86 47,11 Oksigen 49,60 42,67 Alumunium 0,13 0,07 Sulfur 0,13 0,06 Kalium 0,28 0,10 Setelah diketahui unsur yang terkandung pada bahan, dilakukan analisis termal dengan menggunakan alat DSC-TGA. Analisis ini didefinisikan sebagai pengukuran sifat-sifat fisik dan kimia material sebagai fungsi suhu baik reaksi endotermik, reaksi eksotermik maupun pengurangan massa. Prinsip dari pengujian ini untuk mengukur berkurangnya massa material ketika dipanaskan dari suhu kamar sampai suhu tinggi sehingga dapat diketahui transisi fasa, dekomposisi termal dan penentuan diagram fasa (Darminto, 2012). 18