rekayasa permukaan

8/3/2019 Rekayasa Permukaan

1/4

Rudiyansah

0806331973

Homework 2

Heat and surface treatment

Pertanyaan

Carburizing and boriding are two processes used for surface hardening purpose. Comparing the

hardening results from these two processes, take a look the spectrum of hardness obtainable with

selected diffusion processes of steel in Fig. 2., it can be seen that the hardness obtained from the

boriding (1800 HK) is far stronger than that of carburizing (600 HK). Explain the mechanism

that could entail this phenomenon.

Solusi

Boriding adalah proses treatment yang tergolong ke dalam Thermo-mechanical treatment untuk

proses pengerasan permukaan unutk meningkatkan performa ketahanan aus, korosi maupun

fatigue. Proses ini melibatkan pemanasan pada range 7001000oC, dengan pemanasan sekitar 1

12 jam, dan dengan penambahan boronizing compound, paste, liquid, atau gas. Selama

boriding, difusi dan pengadsorban atom Boron ke dalam kisi metalik pada permukaan komponen

terjadi dalam bentuk ikatan interstitial boron .

Hasil dari reaksi difusi boron tersebut adalah layer/lapisan yang bi terdiri dari satu lapisan atau

single phase boride layer, atau juga membentuk poly phase boride layer. Komposisi dari layer

ini dapat dipengaruhi oleh material penyusun pada base materialnya. Kekerasan mikro dari

boride layer juga sangat dipengaruhi oleh komposisi dan struktur dari boride layer dan komposisi

dari material dasarnya (base material).


2/4

Rudiyansah

0806331973

Homework 2

Heat and surface treatmentGambar SEM yang menunjukkan mikrostruktur bagian melintang dari tool steel/baja perkakas,

dimana (a) Mengandung fasa Fe2B dan FeB dan, (b) hanya mengandung fasa Fe2B. Tanda panah

menunjukkan arah difusi Boron.

Carburizing adalah proses pemanasan dengan penambahan material lain yaitu karbon sewaktu

dipanaskan (pemanasan dilakukan dibawah melting point logam) sehingga carbon yang ada pada

lingkungan, bisa berupa metode packcarbon, liquid carbon maupun gas carbon akan meresap

dan terinduksikan ke permukaan. Permukaan material tersebut akan memiliki kadar karbon yang

lebih tinggi daripada material aslinya tergantung pada kedalamannya. Kemudian ketika bajatersebut didinginkan dengan cepat (quenching), maka bagian yang memiliki kadar karbon lebih

tinggi (bagian permukaan) menjadi keras, sementara bagian intinya tetap soft dan tough.

Alasan mengapa hasil dari Boriding lebih keras dibanding hasil Carburizing :


3/4

Rudiyansah

0806331973

Homework 2

Heat and surface treatmentPada carburizing interstisi carbon cenderung untuk merubah struktur dari material asalnya (BCC

menjadi BCT) dan terbentuklah martensite, kekerasan martensite itu menurun seiring dengan

kedalaman lapisanya (jadi permukaannya keras, tapi semakin kedalam kekerasannya semakinmenurun) sedangkan pada boriding lapisan yang terbentuk tidak merubah struktur material

asalnya, jadi dia membentuk layer tersendiri akibat dari interstisi boron, sehingga lapisanya

memiliki lapisan yang lebih keras, bahkan lebih keras dari martensite.

Pada kedua surface hardening ini mekanisme interstisi yang berlangsung. Pada carburizing yang

berinterstisi adalah atom karbon. Sedangkan pada boriding yang berinterstisi adalah boron. Jika


4/4

Rudiyansah

0806331973

Homework 2

Heat and surface treatmentkita meninjau dari besarnya jari-jari kedua atom tersebut, maka jari-jari atom boron lebih besar

dari pada jari-jari atom carbon. Maka kelarutan boron pada kisi logam dasar lebih kecil daripada

kelarutan karbon pada kisi logam dasar. Sehingga distorsi kisi pada boriding lebih besar daripadadistorsi kisi pada carburizing. Akibat dari hal itu adalah dislokasi pada layer boride lebih sulit

untuk bergerak daripada dislokasi pada permukaan carburizing, sehingga permukaan logam

dasar akibat boriding menjadi lebih keras.

Referensi

http://przyrbwn.icm.edu.pl/APP/PDF/116/a116z609.pdf

http://www.ru.nl/publish/pages/535855/nr132003.pdf

http://www.doiserbia.nb.rs/img/doi/0350-820X/2009/0350-820X0902199D.pdf

rekayasa permukaan

Documents