baja

9
14th February 2011 Baja merupakan suatu campuran dari ferro (besi) dan karbon (C) dimana unsur karbon (C) menjadi 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. Kandungan karbon di dalam baja sekitar 0,1% – 1,7%, sedangkan unsur lainnya dibatasi oleh prosentasenya (Amanto,1999). Sifat baja pada umumnya sangat dipengaruhi oleh prosentase 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, yaitu : 1. 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 % C. Baja karbon rendah tidak dapat dikeraskan karena kandungan karbonnya tidak cukup untuk membentuk struktur martensite. Baja ini dapat dijadikan mur, baut, ulir skrup dan lain – lain. Baja karbon rendah yang pada penelitian ini mempunyai kadar karbon 0,267%. Baja jenis karbon rendah mempunyai sifat tidak terlalu keras, cukup kuat, ulet, mudah dibentuk dan ditempa, tetapi karena kurangnya kadar karbon maka tidak dapat disepuh keras (Amanto, 1999). 2. Baja karbon sedang Baja karbon sedang mengandung karbon 0,3% C – 0,6% C (medium carbon steel) dan dengan kandungan karbonnya memungkinkan baja untuk dikeraskan sebagian dengan perlakuan panas (heat treatment) yang sesuai. Baja karbon sedang lebih keras serta lebih lebih kuat dibandingkan dengan baja karbon rendah. Baja ini memungkinkan untuk dikeraskan sebagian dengan pengerjaan panas (heat treatment) yang sesuai. Baja karbon sedang digunakan untuk roda gigi, poros engkol, ragum dan sebagainya (Amanto, 1999). 3. Baja karbon tinggi Baja karbon tinggi mempunyai kandungan karbon 0,6 – 1,5%, baja ini sangat keras namun keuletannya rendah, biasanya digunakan untuk alat potong seperti gergaji, pahat, kikir dan lain sebagainya. Karena baja karbon tinggi sangat keras, maka jika digunakan untuk produksi harus dikerjakan dalam keadaan panas (Amanto, 1999). Pembentukan baja dapat melalui proses pengecoran, penempaan atau pencanaian. Karbon merupakan salah satu unsur penting dalam baja, karena dapat meningkatkan kekerasan dan kekuatan baja. Tinggi rendahnya kadar karbon mempengaruhi tinggi rendahnya suhu kritis (batas zona struktur logam). Salah satu metode untuk mempelajari logam dilakukan dengan menggunakan diagram keseimbangan besi – karbon. Dari diagram keseimbangan besi – karbon ini dapat diamati perubahan struktur logam akibat pengaruh temperatur. Struktur dari baja dapat ditentukan oleh komposisi baja dan karbon. Bila kadar karbon baja melampaui 0,20%, suhu dimana sifat ferrite mulai terbentuk dan mengendap dari austenite turun. Baja yang berkarbon 0,80% disebut baja eutectoid dan struktur terdiri dari 100% pearlite. Titik eutectoid adalah suhu terendah dalam logam dimana terjadi perubahan dalam keadaan larut padat dan merupakan suhu keseimbangan terendah dimana austenite terurai menjadi ferrite dan cementite. Bila kadar karbon baja lebih besar dari pada eutectoid, perlu diamati garis pada diagram besi – karbida besi. Garis ini menyatakan suhu dimana karbida besi mulai memisah dari austenite. Karbida besi ini dengan rumus Fe3C disebut cementite. Cementite sangat keras dan rapuh. Baja yang mengandung kadar karbon kurang dari eutectoid (0,80%) disebut baja hypoeutectoid dan baja yang mengandung kadar karbon lebih dari eutectoid disebut baja hypereutectoid (Amstead, 1981). Baja Baja http://petersirami.blogspot.co.id/2011/02/baja.html 1 of 9 14/09/2015 10:02

Upload: adi-santoso

Post on 11-Dec-2015

4 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

PR

TRANSCRIPT

Page 1: Baja

14th February 2011

Baja merupakan suatu campuran dari ferro (besi) dan karbon (C) dimana unsur karbon (C) menjadi dasarcampurannya. Di samping itu baja juga mengandung unsur – unsur lain seperti sulfur (S), fosfor (P), silikon (Si),mangan (Mn), dan sebagainya yang jumlahnya dibatasi. Kandungan karbon di dalam baja sekitar 0,1% – 1,7%,sedangkan unsur lainnya dibatasi oleh prosentasenya (Amanto,1999). Sifat baja pada umumnya sangat dipengaruhioleh prosentase karbon dan struktur mikro. Struktur mikro pada baja karbon dipengaruhi oleh perlakuan panas dankomposisi baja. Karbon dengan unsur campuran lain dalam baja membentuk karbid yang dapat menambahkekerasan, tahan gores dan tahan suhu baja. Perbedaan prosentase karbon dalam campuran logam baja karbonmenjadi salah satu cara mengklasifikasikan baja. Berdasarkan kandungan karbon, baja dibagi menjadi tiga macam,yaitu :

1. Baja karbon rendahBaja kabon rendah (low carbon steel) mengandung karbon dalam campuran baja karbon kurang dari 0,3%. Baja inibukan baja yang keras karena kandungan karbonnya yang rendah kurang dari 0,3 % C. Baja karbon rendah tidakdapat dikeraskan karena kandungan karbonnya tidak cukup untuk membentuk struktur martensite. Baja ini dapatdijadikan mur, baut, ulir skrup dan lain – lain. Baja karbon rendah yang pada penelitian ini mempunyai kadar karbon0,267%. Baja jenis karbon rendah mempunyai sifat tidak terlalu keras, cukup kuat, ulet, mudah dibentuk dan ditempa,tetapi karena kurangnya kadar karbon maka tidak dapat disepuh keras (Amanto, 1999).

2. Baja karbon sedangBaja karbon sedang mengandung karbon 0,3% C – 0,6% C (medium carbon steel) dan dengan kandungankarbonnya memungkinkan baja untuk dikeraskan sebagian dengan perlakuan panas (heat treatment) yang sesuai.Baja karbon sedang lebih keras serta lebih lebih kuat dibandingkan dengan baja karbon rendah. Baja inimemungkinkan untuk dikeraskan sebagian dengan pengerjaan panas (heat treatment) yang sesuai. Baja karbonsedang digunakan untuk roda gigi, poros engkol, ragum dan sebagainya (Amanto, 1999).

3. Baja karbon tinggiBaja karbon tinggi mempunyai kandungan karbon 0,6 – 1,5%, baja ini sangat keras namun keuletannya rendah,biasanya digunakan untuk alat potong seperti gergaji, pahat, kikir dan lain sebagainya. Karena baja karbon tinggisangat keras, maka jika digunakan untuk produksi harus dikerjakan dalam keadaan panas (Amanto, 1999).

Pembentukan baja dapat melalui proses pengecoran, penempaan atau pencanaian. Karbon merupakan salah satuunsur penting dalam baja, karena dapat meningkatkan kekerasan dan kekuatan baja. Tinggi rendahnya kadar karbonmempengaruhi tinggi rendahnya suhu kritis (batas zona struktur logam). Salah satu metode untuk mempelajari logamdilakukan dengan menggunakan diagram keseimbangan besi – karbon. Dari diagram keseimbangan besi – karbon inidapat diamati perubahan struktur logam akibat pengaruh temperatur. Struktur dari baja dapat ditentukan olehkomposisi baja dan karbon. Bila kadar karbon baja melampaui 0,20%, suhu dimana sifat ferrite mulai terbentuk danmengendap dari austenite turun. Baja yang berkarbon 0,80% disebut baja eutectoid dan struktur terdiri dari 100%pearlite. Titik eutectoid adalah suhu terendah dalam logam dimana terjadi perubahan dalam keadaan larut padat danmerupakan suhu keseimbangan terendah dimana austenite terurai menjadi ferrite dan cementite. Bila kadar karbonbaja lebih besar dari pada eutectoid, perlu diamati garis pada diagram besi – karbida besi. Garis ini menyatakansuhu dimana karbida besi mulai memisah dari austenite. Karbida besi ini dengan rumus Fe3C disebut cementite.Cementite sangat keras dan rapuh. Baja yang mengandung kadar karbon kurang dari eutectoid (0,80%) disebut bajahypoeutectoid dan baja yang mengandung kadar karbon lebih dari eutectoid disebut baja hypereutectoid (Amstead,1981).

Baja

Baja http://petersirami.blogspot.co.id/2011/02/baja.html

1 of 9 14/09/2015 10:02

Page 2: Baja

[http://3.bp.blogspot.com/-hYWC94dyWuk/TVizxCL4z0I

/AAAAAAAAAHk/3NlzVP2lYYE/s1600/b1.bmp]

2.2.1. Pengaruh Unsur Paduan Terhadap BajaBaja yang hanya mengandung unsur C tidak akan memiliki sifat seperti yang di inginkan, dengan penambahan unsur– unsur paduan seperti Si, Mn, Ni, Cr, V, W, dan lain sebagainya dapat menolong untuk mencapai sifat – sifat yangdi inginkan. Menurut (Schonmetz, 1985) pengaruh unsur – unsur paduan dalam baja adalah sebagai berikut :a. Silikon (Si)Silikon merupakan unsur paduan yang ada pada setiap baja dengan jumlah kandungan lebih dari 0,4% yangmempunyai pengaruh kenaikan tegangan tarik dan menurunkan kecepatan pendinginan kritis atau laju pendinginanminimal yang dapat menghasilkan 100% martensite, berpengaruh meningkatkan kekuatan, kekerasan, kekenyalan,ketahanan aus, ketahanan terhadap panas dan karat, tetapi menurunkan regangan dan kemampuan untuk dapatditempa dan dilas.2. Mangan (Mn)Unsur mangan dapat meningkatkan kekuatan, kekerasan, kemampuan untuk dapat ditemper menyeluruh, ketahananaus, penguatan pada pembentukan dingin, tetapi menurunkan kemampuan serpih.3. Nikel (Ni),Unsur nikel dapat meningkatkan keuletan, kekuatan, pengerasan menyeluruh, ketahanan karat, tahanan listrik (kawatpemanas), tetapi menurunkan kecepatan pendinginan regangan panas.4. Krom (Cr)Unsur krom dapat meningkatkan kekuatan tarik dan keplastisan, menambah mampu keras, meningkatkan tahankorosi dan tahan suhu tinggi.5. Molibdenum (Mo)Unsur molibdenum dapat meningkatkan kekuatan, batas rentang, kemampuan untuk dapat ditemper menyeluruh,batas rentang panas, ketahanan panas dan batas kelelahan, suhu pijar pada perlakuan panas, tetapi menurunkanregangan, kerapuhan pelunakan.6. Kobalt (Co)Unsur kobalt dapat meningkatkan kekerasan, ketahanan aus, ketahanan karat dan panas, daya hantar listrik dankejenuhan magnetis.7. Vanadium (V)Unsur vanadium dapat meningkatkan kekuatan, batas rentang, kekuatan panas dan ketahanan lelah, suhu pijar padaperlakuan panas, tetapi menurunkan kepekaan terhadap sengatan panas yang melewati batas pada perlakuan

Baja http://petersirami.blogspot.co.id/2011/02/baja.html

2 of 9 14/09/2015 10:02

Page 3: Baja

panas.8. Wolfram (W)Unsur wolfram dapat meningkatkan kekerasan, kekuatan, batas rentang, kekuatan panas, ketahanan terhadapnormalisasi dan daya sayat, tetapi menurunkan regangan.9. Titanium (Ti)Unsur titanium dapat memiliki kekuatan yang sama seperti baja, mempertahankan sifatnya hingga 4000 C, karena itumerupakan kawat las.

2.2.2. Struktur BajaKarbon dan besi terpadu secara kimiawi yang kemudian membentuk bahan lain, yaitu besi karbid (Fe3C) atau yangdisebut dengan sementite. Baja termasuk dalam benda kristal karena memiliki struktur atom yang tersusun secaratertentu, yaitu atom – atom menempatkan diri secara beraturan (misalnya berbentuk kubus, tetragonal, rhombus danhexagonal). Perubahan – perubahan yang di akibatkan perbedaan kadar karbon ditunjukan dari metallographi baja.Dengan naiknya kadar karbon (%C) maka noda flek hitam bertambah besar dan noda flek putih berkurang. Noda flekhitam itu adalah pearlite dan noda flek warna putih adalah ferrite (besi murni). Bentuk geometri dari persenyawaanlogam besi dan baja berupa kubus, yang tersusun dari atom – atomnya. Bentuk geometris inti adalah BCC ( BodyCenter Cubic), FCC (Face Center Cubic), HCP (Hexagonal Close Pocked). Seperti terdapat pada Gambar 2.7.berikut :

[http://3.bp.blogspot.com/-VumYiPIQYTY/TVi0fpKyPsI

/AAAAAAAAAHs/tAGwghrM2ho/s1600/b2.bmp]

Macam – macam struktur baja antara lain:

1. Struktur ferriteStruktur ferrite sering juga disebut besi murni. Struktur ferrite dapat berubah – ubah sifat apabila dipanaskan,perubahan tersebut antara lain :a. Besi murni atau besi alfa (α)Struktur besi murni (ferrite) atau besi alfa, dibawah suhu 723 0C, sifatnya magnetis dan lunak serta susunankristalnya berbentuk kubus pusat ruang (BCC), seperti terdapat pada Gambar 2.8.

b. Besi beta (β)Struktur ferrite pada suhu 768 0C – 910 0C mulai berubah sifat dari magnetis menjadi tidak magnetis yang disebutbesi beta, susunan kristalnya mulai berubah dari kubus pusat ruang (BCC) menjadi kubus pusat bidang (FCC).c. Besi gamma (besi γ)Struktur ferrite pada suhu 910 0C – 1391 0C mulai berubah menjadi struktur austenite (besi gamma) yangmempunyai sifat tidak magnetis serta susunan kristalnya dalam bentuk kubus pusat bidang (FCC).d. Besi delta (besi δ)

Baja http://petersirami.blogspot.co.id/2011/02/baja.html

3 of 9 14/09/2015 10:02

Page 4: Baja

Struktur ferrite yang sudah menjadi struktur austenite pada suhu 1392 0C sampai mencair pada suhu 1539 0Cberubah menjadi besi delta yang susunan kristalnya sama dengan besi dalam bentuk kubus pusat ruang (BCC) tapijarak antar atomnya lebih besar.

[http://4.bp.blogspot.com/-fC8Qs_FTFHw/TVi1n9USEuI

/AAAAAAAAAH0/Gy9bvtn5rD0/s1600/b3.bmp]

2. Struktur pearliteStruktur pearlite adalah campuran ferrite dan cementite berlapis dalam suatu struktur butir. Laju pendinginan lambatmenghasilkan pearlite kasar dan laju pendinginan cepat menghasilkan pearlite halus, bersifat keras dan lebihtangguh. Struktur pearlite jika dipanaskan sampai suhu 723 0C akan berubah menjadi struktur austenite. Strukturpearlite seperti terdapat pada Gambar 2.9.

[http://1.bp.blogspot.com/-ngpMOHhC4vM/TVi2fWehjzI

/AAAAAAAAAH8/wE1Y8TAgvnw/s1600/b4.bmp]

3. Struktur sementiteStruktur sementite adalah suatu senyawa kimia antara besi (Fe) dan zat arang C. Struktur sementite dengan rumuskimia Fe3C yang terdiri 3 atom Fe yang mengikat sebuah atom zat arang C menjadi sebuah molekul. Jika suatulogam besi mengandung zat arang lebih banyak, di dalam bahan tersebut akan terdapat struktur sementite yang lebihbesar. Struktur sementite adalah struktur yang sifatnya sangat keras. Struktur sementite seperti pada Gambar 2.10.berikut:

Baja http://petersirami.blogspot.co.id/2011/02/baja.html

4 of 9 14/09/2015 10:02

Page 5: Baja

[http://2.bp.blogspot.com/-eqRuC0BQ_vM/TVi3_UjmxCI

/AAAAAAAAAIE/BFVdACqM_Mw/s1600/b5.bmp]

4. Struktur austeniteStruktur austenite adalah struktur yang berasal dari struktur ferrite yang dipanaskan pada suhu 910 0C – 1391 0Catau struktur pearlite yang dipanaskan pada suhu 723 0C – 1392 0C. Struktur austenite juga disebut besi gamma(γ), sifatnya tidak magnetis. Susunan kristalnya berbentuk kubus pusat ruang (FCC). Struktur Austenite mempunyaisel satuan kubus pusat badan atau Face Centered Cubic (FCC) yang mengandung unsur karbon maksimum hingga1,7%. Fasa ini hanya mungkin ada pada temperatur tinggi.5. Sruktur martensiteStruktur martensite merupakan fasa larutan padat lewat jenuh dari karbon dalam sel satuan tetragonal pusat badanatau Body Centered Tetragonal (BCT). Makin tinggi kejenuhan karbon maka semakin keras dan getas. Jika bajadidinginkan secara cepat dari fasa austenite, maka sel satuan FCC akan bertransformasi secara cepat menjadiBCC. Pendinginan yang cepat ini menyebabkan unsur karbon yang larut dalam BCC tidak sempat keluar(terperangkap) dan tetap berada dalam sel satuan tersebut. Hal ini menyebabkan distorsi sel satuan sehingga selsatuan BCC berubah menjadi BCT. Sruktur martensite seperti terlihat pada Gambar 2.11. dibawah ini.

[http://1.bp.blogspot.com/-CozctMVVfQk/TVi4q1pjtDI

/AAAAAAAAAIM/8h9QeuX1KeY/s1600/b6.bmp]

2.3. Pengerasan Permukaan (Case Hardening)Kekerasan permukaan (case hardening), dapat juga dikatakan sebagai suatu proses perlakuan panas yangditerapakn pada suatu logam agar memperoleh sifat – sifat tertentu, dalam hal ini hanya pengerasan permukaannyasaja. Dengan demikian lapisan permukaan mempunyai kekerasan yang tinggi, sedangkan bagian yang dalam tetap

Baja http://petersirami.blogspot.co.id/2011/02/baja.html

5 of 9 14/09/2015 10:02

Page 6: Baja

seperti semula, yaitu dengan kekerasan rendah tetapi keuletan atau ketangguhannya tinggi.Dalam pemakaian komponen mesin perkakas sering kali diperlukan permukaan bahan yang keras dan tahan ausdengan bagian inti yang relatif lunak dan ulet atau tangguh. Baja yang dikeraskan dengan cara konvensionalmemang dapat menghasilkan permukaan yang keras dan tahan aus, tetapi kurang ulet. Pengerasan permukaandimaksudkan untuk mengeraskan bagian permukaannya saja, sedang bagian inti tetap lunak dan ulet, sehinggasecara keseluruhan benda masih cukup ulet tetapi sekarang permukaan menjadi lebih keras dan tahan aus.Untuk itu pengerasan permukaan (case hardening) merupakan salah satu jalan keluar yang cukup baik untukmendapatkan sifat bahan yang lebih baik dari sebelumnya. Cara proses pengerasan permukaan diantaranya adalah:carburizing mengunakan media padat, cair, atau gas) dan nitriding.

2.4. CarburizingCarburizing adalah proses memanaskan bahan sampai diatas suhu kritis yaitu 900 0C – 950 0C dalam lingkunganyang menyerahkan karbon lalu dibiarkan beberapa lamanya pada suhu tersebut dan kemudian didinginkan (Beumer,1980). Carburizing atau pengarbonan bertujuan memberikan kandungan karbon yang lebih banyak pada bagianpermukaan dibanding dengan bagian inti benda kerja, sehingga kekerasan permukaan lebih meningkat. Prosescarburizing dipengaruhi oleh beberapa hal yaitu temperatur, waktu atau lamanya perlakuan serta media karbon yangdigunakan (Amanto, 1999:86). Carburizing (pengarbonan) umumnya diterapkan pada jenis baja yang tidak mudahdikeraskan atau baja yang mengandung karbon (C) kurang dari 0,3% dengan demikian agar baja tersebut dapatdikeraskan permukaannya. Perubahan komposisi baja terjadi dengan jalan melarutkan karbon pada permukaan baja,cara seperti itu dapat meningkatkan komposisi karbon pada baja berkisar antara 0,3 sampai 0,9% C (Suratman,1994:131). Pertambahan karbon ini juga cukup berpengaruh terhadap kenaikan kekerasan baja tersebut. Tetapikenaikan nilai kekerasannya tidak sebanding dengan nilai karbon yang telah terdifusi kedalam sepesimen, hal inidisebabkan karena setelah selesai spesimen tidak diberikan pendinginan cepat menjadikan atom – atom yang telahlarut terdifusi kedalam austenite membentuk kembali sementite dan ferrite sehingga nilai kekerasan austeniteberkurang karena tidak terbentuk struktur martensite yang cukup banyak.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 kombinasiyang serasi antara bagian luar atau permukaan benda kerja yang keras dan tahan menerima beban, serta tahan ausdengan inti yang lunak dan ulet. Carburizing merupakan proses penambahan karbon ke permukaan benda, dilakukandengan memanaskan benda kerja dalam lingkungan yang banyak mengandung karbon aktif, sehingga karbonberdifusi masuk ke permukaan baja (Wahid Suherman, 1998). Pada temperatur carburizing, media karbon teruraimenjadi CO yang selanjutnya terurai menjadi karbon aktif yang dapat berdifusi masuk ke dalam baja dan menaikkankadar karbon pada permukaan baja. Pada proses perlakuan panas, termasuk carburizing selalu mengacu padadiagram 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). Manfaat yang patut dipertimbangkan dalam penerapan prosesProses carburizing dapat dilakukan dengan tiga (3) cara, yaitu :1. Menggunakan medium padat atau Pack CarburizingCarburizing padat adalah proses carburizing pada permukaan benda kerja dengan menggunakan karbon yangdidapat dari bubuk arang. Bahan carburizing ini biasanya adalah arang tempurung kelapa, arang kokas, arang kayu,arang kulit atau arang tulang. Benda kerja yang akan di carburizing dimasukkan ke dalam kotak carburizing yangsebelumnya sudah diisi media carburizing. Selanjutnya benda kerja ditimbuni dengan bahan carburizing dan bendakerja lain diletakkan diatasnya demikian selanjutnya (Wahid Suherman, 1998).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 carburising terdiri dari bubuk karbon aktif60%, ditambah NaCO3 (Barium Carbonat) atau NaCO3 (Natrium Carbonat) sebanyak 40% sebagai energizer yangmempercepat proses carburizing. Namun biasanya BaCO3 yang dipakai karena lebih mudah terurai dari padaNaCO3. Dengan adanya energizer proses akan lebih mudah berlangsung karena meskipun udara yang terperangkap

Baja http://petersirami.blogspot.co.id/2011/02/baja.html

6 of 9 14/09/2015 10:02

Page 7: Baja

sedikit, tetapi energizer menyediakan CO2 yang akan segera mulai mengaktifkan reaksi – reaksi selanjutnya.Reaksi dekomposisi NaCO3 :NaCO3 ------------> Na O + CO2.Dengan temperatur tinggi baja mampu melarutkan banyak karbon, maka dalam waktu singkat permukaan baja dapatmenyerap karbon hingga mencapai batas jenuhnya. Sebenarnya tanpa energizer dapat terjadi carburizing, karenatemperature yang tinggi ini mula – mula karbon teroksidir oleh oksigen dari udara yang terperangkap dalam kotakmenjadi CO2 (Wahid Suherman, 1998: 149). Reaksi yang terjadi adalah :CO2 + C (arang) ------------> 2CODengan temperatur yang semakin tinggi kesetimbangan rekasi makin 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 faseaustenit dari baja ketika baja dipanaskan. Besarnya kadar karbon yang terlarut dalam baja pada saat baja dalamlarutan pada gamma fase austenit selama carburizing adalah maksimal 2 %. Kotak carburizing yang dipanaskanharus dalam keadaan tertutup rapat, hal ini bertujuan untuk mencegah terjadinya reaksi antara media carburizingdengan udara luar. Cara yang biasanya ditempuh unutk menghindari hal tadi adalah dengan memberikan lapisantanah liat (clay) antara tutup dengan kotak carburizing. Menurut Wahid Suherman (1998) bahwa kotak carburizingdipanaskan dalam dapur sampai temperatur 825 – 925 oC dengan segera permukaan benda kerja akan menyerapkarbon sehingga dipermukaan akan terbentuk lapisan berkadar karbon tinggi sampai 1,2 %. Menurut B.H Amstead(1979) bahwa proses carburizing padat banyak diterapkan untuk memperoleh lapisan yang tebal antara 0,75 – 4mm.

[http://2.bp.blogspot.com/-0zLayulcoos/TVi5qYSWc0I

/AAAAAAAAAIU/JSlRkKNrPOk/s1600/b7.bmp]

Dari gambar 2.13. diketahui untuk membuat lapisan karbonasi setebal 2,5 mm dari tepi menuju kedalam dengan suhu950 0C dibutuhkan waktu sekitar 15 – 20 jam, jika dengan suhu 900 0C untuk tebal lapisan karbonasi 2,5 mmdibutuhkan waktu sekitar 45 jam. Sedangkan tebal lapisan karbonasi yang sering dibuat oleh dunia industri adalahsekitar 1,0 mm (Beumer, 1980). Jika dilihat pada garis dalam grafik diatas maka untuk mendapatkan ketebalanlapisan karbonasi 1,0 mm dengan suhu 950 0C dibutuhkan waktu sekitar 3-6 jam.2. Menggunakan medium cair atau Liquid CarburizingPada carburizing yang menggunakan medium cair atau Liquid Carburizing biasanya pemanasan benda kerjamenggunakan garam cair (salt bath) yang terdiri dari campuran sodium cyanide (NaCN) atau potasium cyanide(KCN) yang berfungsi sebagai carburizing agent yang aktif, dengan natrium carbonat (Na2CO3) yang berfungsi

Baja http://petersirami.blogspot.co.id/2011/02/baja.html

7 of 9 14/09/2015 10:02

Page 8: Baja

sebagai energizer dan penurun titik cair garam. Dalam praktek, NaCN lebih banyak digunakan karena relaitif lebihmurah, lebih banyak menagndung karbon dan titik cair relatif lebih rendah (5000C).Pada temperatur carburizing (antara 850 0C – 900 0C), cyanida akan bereaksi:

2NaCn + O2 ------------> 2NaCNO24 NaCNO ------------> NaCN + Na2CO3 + 2N + CO3Fe + 2 CO ------------> Fe3C + CO22CO ------------> CO2 + C

Dari reaksi tersebut tampak bahwa disamping atom karbon, atom nitrogen ikut juga berdifusi masuk ke dalam bajakarbon. Karena nitrogen di dalam baja akan bereaksi membentuk nitrida. Banyaknya karbon dan nitrogen yangterserap tergantung pada temperatur pemanasan dan kadar cyanide yang berada di dalam garam cair. Garam cairatau salt bath untuk liquid carburizing biasanya mengandung 40% – 50% garam cyanide. Selama pemakaiankandungan cyanide akan berkurang, karena itu komposisi garam cair harus sering – sering diperiksa. Pada garamcair proses difusi berlangusng sangat cepat dan permukaan benda kerja tetap bersih sehingga dapat langungdidinginkan. Hanya saja setelah selesai proses benda kerja harus dibersihkan dari sisa–sisa garam untukmenghindari 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 bendakerja yang kecil, dan juga proses oksidasi dan dekarbonisasi dapat dicegah.

[http://3.bp.blogspot.com/-0uwxvz4gc0Q/TVi6I_01-

FI/AAAAAAAAAIc/6fOPIyzcDjs/s1600/b8.bmp]

3. Menggunakan medium gas atau Gas CarburizingProses pengerasan ini dilakukan dengan cara memanaskan baja dalam dapur dengan atmosfer yang banyakmengandung gas CO dan gas hidro karbon yang mudah berdifusi pada temperatur carburizing 900 0C – 950 0Cselama 3 jam. Gas – gas pada temperatur carburizing itu akan bereaksi menghasilkan karbon aktif yang nantinyaberdifusi ke dalam permukaan baja. Pada proses ini lapisan hypereutectoid yang menghalangi pemasukan karbondapat dihilangkan dengan memberikan diffusion period, yaitu dengan menghentikan pengaliran gas tetapi tetapmempertahankan temperatur pemanasan. Dengan demikian karbon akan berdifusi lebih ke dalam dan kadar karbonpada permukaan akan semakin naik. Carburizing dalam media gas lebih menguntungkan dibanding dengancarburizing jenis lain karena permukaan benda kerja tetap bersih, hasil lebih banyak dan kandungan karbon padalapisan permukaan dalam dikontrol lebih teliti. Menurut B.H Amstead (1979) mengatakan bahwa proses carburizingmedia gas digunakan untuk memperoleh lapisan tipis antara 0,1 – 0,75 mm.

Pengarbonan dengan gas dimana unsur karbon didapatkan dari penguraian bahan bakar yang digunakan sebagaipemanas dalam dapur yaitu Hydro Carbon (CH). Proses ini dilakukan dengan cara benda kerja dipanaskan didalamdapur gas sehingga bahan bakar akan terurai menjadi CH + O2 + CO + H2 dan membentuk gas karbon monoksida(CO2), jika jumlah O2 dalam dapur cukup banyak tetapi karena selama pembakaran tidak ada O2 yang mengalir

Baja http://petersirami.blogspot.co.id/2011/02/baja.html

8 of 9 14/09/2015 10:02

Page 9: Baja

maka gas tersebut menjadi gas karbon dioksida (CO) sehingga gas ini akan masuk pada permukaan benda denganreaksi sebagai berikut :Fe + CO2 FeC + O2.Untuk melakukan proses carburizing gas diperlukan suatu dapur yang kedap udara, yang dapat mencegah masuknyaudara ke dalam dapur karena masuknya udara ke dalam dapur akan mempengaruhi konsentrasi gas yangterkaburisasi.

[http://3.bp.blogspot.com/-BY-eNs7mMS4/TVi6tpW2MtI

/AAAAAAAAAIk/DrAxMRo6KdY/s1600/b9.bmp]

Diposkan 14th February 2011 oleh peter blog

Beri komentar sebagai:

Publikasikan

0 Tambahkan komentar

Baja http://petersirami.blogspot.co.id/2011/02/baja.html

9 of 9 14/09/2015 10:02