b. Karburisasi dengan Zat Cair Liquid Carburizing
Karburisasi ini dilakukan dengan rendaman air garam yang terdiri dari karbonat natrium sodium dan sianida natrium yang dicampur dengan salah satu
bahan klorid barium. Proses karbonisasi dengan perantara zat cair sesuai untuk
menghasilkan suatu lapisan yang tebalnya sekitar 0,3mm Daryanto dan Amanto, 1999: 87. Karburisasi dengan perantara zat cair dilaksanakn pada suhu antara
850 ⁰C-950⁰C Vijendra, 1998 : 345. Keuntungan karburisasi dengan perantara
zat cair adalah pengarangan yang pesat, merata kesemua arah dan mendalam tanpa ada bagian yang lunak, serta permukaan tetap rata oleh karena itu hanya
dibutuhkan sedikit pengasahan schonmetz, 1985 : 68. Pada “Gambar 2.3 “ kedalaman karburisasi yang terdalam untuk penahanan
selama dua jam ditunjukkan pada suhu 930 ⁰C yaitu dengan menghasilkan sebesar
lebih kurang dari 0,85mm.
Gambar 2.4 Grafik untuk Menentukan Waktu Karborisasi dalam
Bahan Karborisasi Cair Beumer, 1980 : 43
Universitas Sumatera Utara
c. Karburisasi dengan perantara zat gas Gas Carburizing
Pelaksanaan dengan cara ini adalah benda kerja yang sudah dibersihkan dengan baik serta bebas dari minyak dan rongga terak dimasukkan kedalam oven
yang dapat di tutup kedap. Dalam oven dipusuri gas pengarangan pada suhu pemijaran sehingga zat arang menyusup kedalam benda kerja Schonmentz, 1985
: 68. Lapisan yang dapat dihasilkan adalah dengan tebal 1 mm dan memerlukan waktu sekitar 4 jam. Seperti reaksi gas carburizing dibawah ini.
Gambar 2.5
Reaksi Utama Gas Carburizing
2.3.2 Nitriding
Proses nitriding adalah proses pengerasan permukaan, yang menggunakan bahan dan suhu pemanasan yang berlainan
Erik Thelning,1984:495. Logam dipanaskan sampai 510
C didalam lingkungan gas ammonia dan nitrogen selama bebrapa waktu. Nitrogen yang diserap oleh logam
akan membentuk nitrida yang keras yang tersebar merata pada permukaan logam. Telah dibuat logam paduan khusus untuk proses ini. Alumanium sebanyak 1
sampai 1,5, berkombinasi dengan gas membentuk partikel dan stbil dan keras. Suhu pemanasan berkisar antara 495
C - 565 C. Pada nitriding cair liquit
nitriding digunakan garam sianida cair sedang suhhunya dipertahankan dibawah daerah transpormasi. Penyerapan nitrogen lebih mudah sedang karbon yang
Universitas Sumatera Utara
menyerap lebih sedikit dibandingkan proses cyaniding atau karburisasi. Dapat dicapai ketebalan 0,03 mm – 0,30 mm. Pada proses nitriding terbentuk lapisan
permukan yang sangat tinggi dengan kekerasan antara 900 – 1100 Brinell. Pengaruh unsur paduan tertentu lebih kuat dari pada baja biasa dan lebih mudah
perlakuan panasnya. Sebaiknya jenis ini dientuk dan mengalami perlakuan panas sebelum nitriding. Karena selama nitriding tidak terbentuk kerak. Perlakuan
nitriding tidak mempengaruhi struktur dan sifat sifat bagian dalam karena tidak di berlakukan pencelupan, kemungkinan terjadinya distorsi, retak atau perubahan
lainnya kecil sekali. Permukaan luar tahan korosi, khususnya dalam air, kabut air garam alkali minyak kasar atau gas alam. Proses nitriding dilakukan dengan
tujuan: a. Mendapatkan kekerasan permukaan yang tinggi
b. Meningkatkan ketahanan pakai dan sifat “antigalling” c. Meningkatkan ketahanan terhadap umur kelelahan
d. Meningkatkan ketahanan terhadap korosi e. Meningkatkan ketahanan kekerasan permukaan terhadap kenaikkan tem
peratur sampai temperatur nitriding.
Keuntungan dari proses nitriding yaitu : • Permukaan lebih keras dan tahan aus.
• Ketahanan tempering dan kekerasan pada temperatur tinggi • Kekuatan fatiguenya tinggi.
• Meningkatkan ketahanan korosi untuk baja yang bukan stainless steel. • Kestabilan dimensinya tinggi.
Universitas Sumatera Utara
Keuntungan lain yang diperoleh dengan proses nitriding ialah : distorsi dan deformasi minimum, karena temperatur pemanasan rendah. Reaksi dari proses
ini adalah 2NH
3
– 2N
fe
+ 3H
2
Erik Thelning, 1984 : 496.
Berikut mikrostruktur baja hasil pengerasan permukaan dengan nitrida.
a single stage nitriding, b double stage nitriding
Gambar 2.6 Mikrostruktur Baja Hasil Pengerasan Permukaan dengan Nitrida.
2.4 Pengujian Kekerasan
Kekerasan logam didefinisikan sebagai ketahanan terhadap penetrasi, dan memberikan indikasi cepat mengenai perilaku deformasi Smallman, 2000. Alat
uji kekerasan menekankan bola kecil, piramida atau kerucut ke permukaan logam dengan beban tertentu, dan bilangan kekerasan Brinell atau piramida Vickers
diperoleh dari diameter jejak. Kekerasan dapat dihubungkan dengan kekuatan luluh atau kekuatan tarik logam, Karena sewaktu indentasi, material di sekitar
jejak mengalami deformasi plastis mencapai beberapa persen regangan tertentu. Bilangan kekerasan Vickers VPN didefinisikan sebagai beban dibagi luas
permukaan jejak piramida dan dinyatakan dalam satuan kgfmm
2
dan besarnya sekitar tiga kali tegangan luluh untuk material yang tidak mengalami pengerasan
kerja yang berarti. Bilangan kekerasan Brinell BHN diberikan oleh persamaan
Universitas Sumatera Utara
2.2. Dimana bilangan Brinell didefinisikan sebagai tegangan PA, dalam satuan kgfmm
2
, diamana P adalah beban dan A adalah luas permukaan kutub bola yang
membentuk indentasi. Jadi,
BHN = �
� 2
�
2
�10 − [10 − �
� �
�
2
]
1 2
�
� ……………..2.2 dimana d adalah diameter jejak dan D adalah diameter indentor. Agar diperoleh
hasil yang kosisten maka rasio dD harus kecil dan diusahakan agar tetap konstan. Dengan begini nilai BHN untuk material lunak adalah sama. Pengujian kekerasan
penting, baik untuk pengendalian kerja maupun penelitian, khususnya bilamana diperlukan informasi mengenai getas pada suhu tinggi.
2.5 Analisa Struktur Butir