Pengaruh komposisi media karburasi serbuk arang kayu-Barium Karbonat terhadap kekerasan dan keausan baja karbon rendah

SURYANTO, Heru, Dr.Ir. Viktor Malau, DEA

2005 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh komposisi media karburasi serbuk arang kayu dan barium karbonat terhadap kekerasan dan keausan baja karbon rendah dan pengaruh variasi temperatur karburasi terhadap kekerasan dan keausan baja karbon rendah pada berbagai variasi komposisi serbuk arang kayu dan barium karbonat. Penelitian dilakukan pada spesimen baja karbon rendah (C=0,158%) dengan dimensi 18x20x2,3 mm. Variabel bebas: temperatur karburasi, yaitu: 850°C, 900°C dan 950°C, dan penambahan serbuk Barium Karbonat (BaCO3) sebesar 0%, 20%, 25% dan 30% berat. Pengujian kekerasan menggunakan metode Vickers dengan beban 1 kg, sedangkan uji keausan abrasif menggunakan kertas abrasif silicon karbida no.800. dengan beban pengausan 200g. Hasil pengujian kekerasan menunjukkan bahwa pada penambahan barium karbonat sebesar 20% berat memberikan kekerasan permukaan yang tertinggi. Untuk karburasi suhu 850°C, 900°C dan 950°C dengan perlakuan hardening berturut-turut memberikan kekerasan sebesar 593, 867, dan 861 kg/mm2 dengan peningkatan kekerasan dibandingkan dengan raw material sebesar 456%, 667%, dan 662%. Peningkatan temperatur karburasi menyebabkan tebal efektif lapisan karburasi bertambah berturut-turut 250μm, 300μm,dan 650μm untuk temperatur karburasi 850°C, 900°C dan 950°C. Ketebalan lapisan karburasi tampak pula melalui foto mikrostruktur, dengan perbedaan warna yang gelap pada permukaan berangsur-angsur menjadi terang pada kedalaman tertentu dari permukaan logam. Hasil pengujian keausan menunjukkan bahwa ketahanan aus terbaik diperoleh dengan penambahan barium karbonat sebesar 20% berat. Laju keausan terendah untuk temperatur karburasi 850°C, 900°C dan 950°C berturut-turut adalah 21,2 mg/menit, 18,3 mg/menit dan 7,5 mg/menit atau ketahanan terhadap keausan meningkat sebesar 289%, 334%, dan 816%. Bila dikaitkan dengan kekerasan lapisan karburasi yang dihasilkan pada kondisi yang sama menunjukkan bahwa peningkatan kekerasan lapisan karburasi menghasilkan ketahanan aus yang lebih baik.

Research objectives are to know the influence of composition of carburizing medium of charcoal and barium carbonate to hardness and wear of low carbon steel and the influence of variation of carburizing temperature to hardness and wear of low carbon steel at various composition mixture of both charcoal and barium carbonate. Specimens are low carbon steel (C=0,158%) with dimension 18x20x2,3 mm. Independent variables are carburizing temperature of 850°C, 900°C and 950°C, and the addition of Barium Carbonate (BaCO3) of 0%, 20%, 25% and 30% weight. Hardness test use a Vickers method with burden of 1 kg, while the abrasives wear test use a abrasives paper of silicon carbida no.800 with wear force of 200g. The result of hardness test indicate that the addition of barium carbonate equal to 20% weight give the highest surface hardness. For carburizing temperature of 850°C, 900°C and 950°C through hardening treatment successively give hardness of 593, 867, and 861 kg/mm2 and improvement of hardness compared to raw material equal to 456%, 667%, and 662% respectively. Raising carburizing temperature increase effective thickness of carburizing layer of 250mm, 300mm,dan 650mm by carburizing temperature of 850°C, 900°C and 950°C respectively. The thickness of carburizing layer visible through microstructure pictures, with colour change gradually from dark to light at surface to a certain deepness of metal surface. The wear test result shows that the highest wear resistant obtained by addition of barium carbonate equal to 20% weight. The lowest wear rate of carburizing temperature of 850°C, 900°C and 950°C are 21,2 mg/min., 18,3 mg/min. dan 7,5 mg/min. or resistant to wear increase equal to 289%, 334%, and 816%, respectively. When it correlated to hardness of carburizing layer yielded at same condition indicate that the increasing hardness of carburizing layer, the increasing of wear resistant.

Kata Kunci : Baja Karbon Rendah, Kekerasan dan Keausan, Karburasi, Barium Karbonat, carburizing, hardness, wear, barium carbonate addition.