pengaruh boronisasi pa da penin gkatan kekerasan...
TRANSCRIPT
-
I.Pkp.LkkdydSdcad- - (m- Ppkba)k
IS
Phone :
Faktor adalah % FeB,C dengbalok upermuktemperdisband Kata ku
. PendahuPenggunaan b
omponen dertanian dan
Logam terseekurangan. arakteristikniklasifikasikaitu :Baja kaan Baja karbalah satu kligunakan aarbon stimiliki baja mampu ben
mampu machinabilitmampu di la
Penggunaan ermukaan ebutuhannyaerbagai cara) Proses yomposisi kim
SBN : 978-6
PENGARU
JurJala
+62.21.5672
kekerasan per salah satu pro, 3,5% NH4Cl gan waktu penukuran ( 10 X kaan terjadi prature 875o dending awal sebe
unci : Baja kar
uluan baja karbon di bidang n bidang otomebut mempu
Khususnnya, bajakan menjadiarbon rendahbon tinggi. lasifikasi bajdalah baja teel).Denganseperti : tuk (formabdikerjakan
ty) cukup baas (weldabilbaja yang
tertentu a dan dapa
a antara lain yang dilakumia yaitu de
602-97742-0
UH BORONPERMU
rusan Teknikan Letjen S 2548 ext 351
rmukaan baja koses yang dapadan 36,5 % Al
nahanan 1,3 da10X 10 ) mm. ada temperatungan waktu peelum proses seb
rbon, Boronisa
pada berbagpemesinan,
motif cukup unyai keuntunya ditinja karboni beberapa h, Baja karb
ja yang palikarbon ren
n keungg
ility) yang sadengan p
aik ity) sangat b
memiliki cukup
at dilakuka: ukan tanpa engan perlak
-7 M
NISASI PAUKAAN BAJ
Hendro dan
k Mesin, UniParman no.21, Fak.+62.2
Akarbon rendahat dilakukan unl2O3 dengan vaan 5 jam dilakDari hasil pen
ure 875oC seenahanan 5 jambesar 163 HV.
asi, Kekerasan,
gai macam , industri, signifikan
ungan dan au dari
n dapat bagiannya
bon sedang
ng banyak ndah (low gulan,yang
angat baik pemesinan
baik kekerasan dominan
an dengan
merubah kuan panas
Seminar Na
MIV-183
DA PENINJA KARBO
n Erwin Siah
iversitas Tar2 Jakarta Bar21.5663277,
Abstrak h masih dibutuhntuk meningkatariasi temperatukukan pada bengujian diperobesar 54,4 % m sebesar 108
Komposisi.
termahardeb) Prkomptermomisalnnitrok 2. KajDifusiseecardilakuDifusipanasmekanmemumacamkarbudan aruangkelomlarutandengadisebu
Nasional Tahu
P
NGKATAN KON RENDA
haan
rumanegara,rat 11440 InEmail : mkg
hkan pada bebtkan kekersan pure pemanasanenda uji baja oleh bahwa nil
dan nilai ke80 HV yang m
l (thermal ening, inductroses yang osisi kimia y
okimia (thnya karburis
karburisasi,
jian Pustaki adalah ra indifiduaukan melalui sangat pen. Oleh karennisme danudahkan pm laku pan
urisasi, dekaranil. Atom-a-ruang yang
mpok atom-an padat sub
an bantuan ut dengan va
nan Teknik M
Palembang, 1
KEKERASAH
Jakarta ndonesia gg_siahaan@
berapa industrypermukaan. Kon 850o C, 875o karbon rendah
lai peningkatanekerasan makseningkat cukup
treatment), tion hardenin
dilakukan yaitu denganhermochemisasi, nitrida
ka proses migl dalam ma
ui media gasnting dalam na itu suatu n hukumengertian nas termasurborisasi, niatom asing
g relatif tipeatom dalambstitusi yang
ruang koancancies.
Mesin (SNTTM
13-15 Oktobe
SAN
@yahoo.co.uk
y boronisasi omposisi 60 C dan 900o
h berbentuk n kekerasan simum pada p signifikan
misalnya; ng dengan me
n perlakuan cal treatm
asi, karbonitr
grasi atomaterial yang s, cair dan proses perlpengetahua
m difusi dalam ber
uk diantaraitridasi
akan meneenya sama, sm kisi besi g bergerak
osong atau
M) ke-9
er 2010
k
flame
erubah panas
ment), ridasi,
m-atom dapat
padat. lakuan an dari
akan rbagai
anya :
empati seperti
pada bebas yang
-
BenatensalebinarbenkmkteakkkdmbmMatdbPdpp(sp
D -
J D∂
Sat
IS
Bila suhu nnergi yang tom akan benergi aktivitangat kecil etak interstiergerak dianterstisi berrah itu. Padahwa atomnergi padaemungkinan
memiliki ukekosongan erjadi sebagakibat agritekosongan, ekosongan biisi oleh ato
mana saja. Seahwa atom
melakukan Mekanisme gtom karbon ari posisi sierikutnya,
Proses difusi apat dilihat ersamaan diroses difussteady state)ersamaan (1
Dimana : - = Men
konsyangdifus
= FlukD = KoefC/ ∂x = Grad
atom elain dalam tom berubah
SBN : 978-6
aik, atom-alebih besar
erpindah datas secara s(r = 0,007 si diantara antara atomrikutnya, bilda 20 oC k
m karbon aa suhu
n meningkakuran yang
lebih meai akibat strtasi suhu.
maka tebaru. Kekos
om lain yangebagai hasil
gerak acgerak acak dyang bergerisipan yang
dipengaruhpada beber
ifusi. Umumi dalam ko) di uraikan) :
nunjukan difusentrasinya leg lebih rendahsi akan negatks atom (atomefisisen difusidien konsen
m/m3/m) keadaan teta
h pada setiap
602-97742-0
atom bergetr, dan sejumalam kisi. mskematis ato
nm) dan matom besi.
m besi menla ia bergerkecil kemunakan memil
yang lebiat. Bila semg sama, menonjol. Kruktur yang
Bila atomerjadi lubasongan barug berasal dar
akhir dapat
cak dalamdapat diteraprak diantara
satu kepos
hi oleh paramrapa bentuk
mnya secara ondisi kead
n dalam huk
usi bergerak ebih tinggi keh, sehingga gtif. m/m2 .sec) i (m2/sec)
ntrasi kompo
ap, gradien kp titik, proses
-7 M
ar dengan mlah kecil
menjelaskan om karbon menduduki
Atom ini nuju letak rak dalam
ngkinannya iki cukup ih tinggi mua atom mekanisme ekosongan cacat atau
m mengisi ang atau
u ini dapat ri tetangga t dikatakan
m kristal. pkan pada atom besi
sisi sisipan
meter yang hubungan kuantitatif
daan tetap kum Fick I
dari e lapisan gradient
nen (
konsentrasi s difusi ini
Seminar Na
MIV-184
adalahsteadyhukumhukum
Diman
∂C/∂ twaktu∂2C/∂xC t x Beberproses-Jenisbesarnkecepdifusi logam- Temsangatakhirntempedalam
DimanD
Do Q T R
Um(gmcapr
Nasional Tahu
P
h dalam kony state).Makm ficks I danm ficks II sesu
na :
t = Peru x2 = Gra
= Kon= Wak= Jara
rapa faktor s difusi, antas material difnya koefisi
patan atom-atdan interdif
m berbeda. mperatur yat berpengarunya mempeneratur terha
m persamaan(
na : = Koefisienoleh temper= Koefisien = Energi akt= Temperatu= Konstanta
Ukuran butirmudah terjadgrain boun
matriks, karenacat kristal roses perge
nan Teknik M
Palembang, 1
ndisi keadaana dengan din koefisiennyuai persamaa
rubahan kon
dien konsennsentrasi karktu difusi ( dak difusi ( cm
yang dapaara lain: fusi (Diffusien difusi tom yang beiffusion untu
aitu : perubuh pada pergngaruhi lajuadap difusi(3):.
n difusi (Nilratur) Difusivitas tivasi (kal/mur absolut (Ka gas (1,987
r yaitu :prodi pada lapndary) dibna pada buti
yang akaerakan atom
Mesin (SNTTM
13-15 Oktobe
n tidak tetapi kombinasikya akan dihaan (2):
nsentrasi ter
nrasi rbon ( gr/cm2detik ) m )
at mempeng
ion Species)yditunjukkan erdifusi. Koeuk masing-m
bahan tempgerakan atom
u difusi. Penifitas ditun
lai D dipeng
(cm2/detik)mol) K) kal/mol.K)
oses difusi pisan batas
bandingkan ir banyak ter
an mempermm-atom. Sem
M) ke-9
er 2010
p (non kannya asilkan
rhadap
2)
garuhi
yaitu : oleh
efisien masing
peratur m dan ngaruh njukan
garuhi
lebih butir pada
rdapat mudah makin
-
3B
Mbpte2
PbbKan
IS
kecil ukbanyak tersebut. difusivita
Boronisaboronisasmetode proses pekarbon a
. Material dBahan yang d
a. Baja kimia 0,02 %Cr, 0,0
b. Bahancampucarbonperban
Material bajaentuk specimengujian. Adersebut adala0 mm, sepert
Gambar 1 B
Prosedur poronisasi dierikut :
Karakterisasi nalisa komp
SBN : 978-6
kuran butir, cacat-cacat
Denganasnya akan sasi Prosessi adalah s
“diffusion enjenuhan laatau benda
dan Proses Pigunakan : karbon rendterdiri dari
% P, 1,14 % 03 % Al, 98,n boronisasi uran dari n); NH4Cl dandingan pers
a karbon renmen berdasadapun bentukah balok denti yang ditunj
Bentuk proses
ercobaan ilakukan me
baja karboposisi kimi
602-97742-0
maka akankristal pa
n demikiasemakin men perlakuasalah satu
metallisingapisan permu
kerja deng
Pengujian
dah, dengan : 0,21 %C, Mn, 0,01 % 26 % Fe yang digunaserbuk Fe
an serbuk Alen berat : 60
ndah disiapkarkan kebutuk dan ukuranngan ukuran jukkan pada
s pengujian s
proses lakelalui tahap
on rendah, a, strukturm
-7 M
n semakin ada logam an laju ningkat. an panas
kelompok g”, yaitu ukaan baja gan baron
komposisi 0,27 % Si, Ni, 0,03 %
akan adalah e-B (high 2O3 dengan :3,5 : 36,5
kan dalam uhan untuk n spesimen 10 x 10 x Gambar 1
specimen
ku panas pan,sebagai
meliputi : mikro dan
Seminar Na
MIV-185
mbtiundmInpm
kekeramelalumempkemudmesinmachitabungsama campudan Aditentutabungagar gberlanprosestempe900oCdan 5di umenunpeneliTabel
Nasional Tahu
P
melalui mekaron yang binggi. Tujuantuk mendapan tahan au
mesin tetapi ni dapat dilermukaan b
melalui prose
asan. Bendaui mesin frapunyai ukurdian permu
n perataine).Selanjutg dari bahadengan uran serbuk Al2O3 dengaukan. Kemug dengan pegas yang terngsung tidaks laku panaeratur pemaC dengan w5 jam. Sedanudara terbunjukkan koditian. 1.Penandaa
nan Teknik M
Palembang, 1
kanisme dberlangsungan utama ppatkan perm
us pada kombagian dalamlakukan denbenda kerj
es peleburan
a kerja sebeais menjadi bran (10 x ukaannya da (surfatnya masu
an baja taha
yang terdiri an perbandiudian tutup enutup dari brbentuk pad
k keluar atauas boronisasanasan 850o
waktu penahangkan pendi
uka. Tabel de sampel ya
an spesimen
Mesin (SNTTM
13-15 Oktobe
difusi atomg pada tempproses ini a
mukaan yangmponen-kommnya tetap
ngan mempea denganpanas.
elumnya dibbentuk balok10 x 20 )
diratakan dface griukkan ke
an karat ber
dari Fe-B, Ningan yang rapat bagianbahan yang a saat pema
u bocor.Beriksi dilakukano C, 875oCanan selamainginan dila
di bawahang dipakai
M) ke-9
er 2010
m-atom peratur adalah
g keras mponen
lunak. erkaya baron
bentuk k yang mm,
dengan inding
edalam rsama-
NH4Cl telah
n atas sama,
anasan kutnya n pada C dan a 1, 3 akukan h ini dalam
-
Ptase
mPmdbK 4
KNb Tp
StewdypPtelatepmd8mym5 akpsp
IS
Pengujian diampak mukaetelah
mengalami laPengamatan Mmengamati s
an benda keoronisasi. D
Kekerasan.( V
. Hasil Peng
Kekerasan Nilai kekeras
aja karbon re
abel 2. Nilroses boron
etelah dilaemperatur 8
waktu penahalam kompang terdiri ada perband
Pada penelitiemperatur papisan boronerjadi pada enahanan 1
mm, sehinggaifusi pada te50oC dapat
meningkatkanang terben
menahan wakjam) ata
ktivasinya demanasan (pesimen d
SBN : 978-6
lakukan pada yang terja
aku panas bMetalografi struktur mikerja setelah mDan juga Vickers Hard
gujian dan P
san spesimenendah, sepert
lai kekerasanisasi
akukan pro50oC, 875oC
han 1 jam, posisi campu
atas : FeB,dingan kompian yang teemanasan 8n yang terb
spesimen jam. Tebal a dapat disim
emperatur pet terjadi pn laju difusintuk) dapatktu pemanasau dengan
dengan cara 875oC). Ha
dengan tem602-97742-0
da pengamaadi pada be
boronisasi.Syang bertuj
kro benda kmengalami ldilakukan
dness ).
Pembahasa
n material ti tabel 2 :
an material
ses boroniC dan 900 o3 jam dan uran bahan , Al2O3, daposisi 60 : 3lah dilakuka
850oC, terlihentuk dan lBKR den
lapisan menmpulkan bahemanasan proses difu (mempertebt dilakukanan lebih lam
n menaikkamenaikan tel ini dibukt
mperature p-7 M
atan visual enda kerja
Selanjutnya juan untuk kerja awal laku panas pengujian
n
awal pada
l sebelum
sasi pada oC dengan 5 jam di boroniasi
an NH4Cl 36,5 : 3,5. an dengan hat adanya lapisan ini
ngan lama ncapai 22,4 hwa proses
si. Untuk bal lapisan n dengan
ma lagi (3 – an energi emperature tikan pada pemanasan
Seminar Na
MIV-186
875oCjam), dari tempemenjaterjadmenggyang memuke dSedanwaktudengasemaklapisaAdapuspesim(Fe2BstruktuFenomdisamdari bdifusikarbidFasa atau mmatriktempetempemikrodomintempeakan yang semakSedanpendintinggiakan sPengaBoronDari difusi yang telihatPada lapisa
Nasional Tahu
P
C dan waktdimana pros
spesimen eratur 850oCadi lebih tebai karena engetarkan ato
lebih besaungkinkan atdalam atomngkan waktuu berlangsunan hokum kin lama wan semakin teun lapisan men adalah). Lapisan sur gigi.
mena lain dmping untukboron (B) ag
dengan bada-karbida lferit dapat
mengubah stks perlit, Haerature peeratur 850oCo menunjuknan. Ini diseberatur pemamenuju ke terjadi spon
kin besar unngkan dari langinan dapai temperatur semakin ceparuh Tempnisasi terhad
hasil pengyang diperodi plot ke
t pada GambGambar.2
an difusi m
nan Teknik M
Palembang, 1
tu penahanases laju difus
yang dC. Lapisan al mencapainergi yang om-atom bajaar tetap tetom-atom bo
m baja lebu penahanan ngnya proses
difusi sedwaktu penahebal. yang terbe
h senyawasenyawa ini
dari proses meningkatkgar dapat beaja, juga dalain atau mterurai mentruktur matral ini terjadiemanasan.
C , 875oC, dakkan matribabkan kare
anasan, enerarah negati
ntan. Laju dntuk membenaju at dianalisispemanasan,
pat dan sebaleratur danap kedalamagukuran keoleh dari Tabdalam bentubar .2.
terlihat bameningkat
Mesin (SNTTM
13-15 Oktobe
an yang samsi jauh lebihipanaskan
yang terbi 41,2 mm. Hdiperlukan a pada jarakercapai, sehoron (B) ber
bih leluasa berfungsi se
s difusi. Ini derhana, d
hanan, keda
entuk diperma ferroborterjadi berb
perlakuan pkan energi akerlangsung papat mengur
menguraikan njadi perlit riks dasar mi karena pen
Dimana an 900oC stiks perlit
ena semakin rgi bebas kif sehingga ifusi karbonntuk Fe3C (p
s bahwa sem, laju pendiniknya.
n Waktu Pan Lapisan Dedalaman label dibawah uk grafik s
ahwa kedadengan sem
M) ke-9
er 2010
ma (1 h cepat
pada bentuk Hal ini
untuk
hingga rdifusi
lagi. ebagai sesuai
dimana alaman
mukan ronida bentuk
panas, ktivasi proses raikan
ferit. penuh
menjadi ngaruh
pada truktur
yang tinggi
karbon reaksi
n akan perlit).
makin nginan
Proses Difusi apisan ini
seperti
alaman makin
-
n8kdmatdlan9ppmμp
G
Ptepblatejakw%wCCatppCCn
IS
aiknya temp50oC dengedalaman laifusi menca
mencapai 50tau naik sekengan waktapisan difusaik mencap00oC atau ada tempeenahanan 5
mencapai 51,2m pada tenahanan 3 j
Gambar 2.
Pengaruh Teerhadap lajerhitungan mahwa laju damanya wakemperature 8am mencapemudian na
waktu penaha%. Laju difuswaktu penahaCm2/detik, kCm2/detik patau naik sekada tempeenahanan 1
Cm2/detik, Cm2/detik pa
aik sekitar 8
SBN : 978-6
peratur Borongan waktu apisan apai 22,4
0,4 mm paditar 122%. Ptu penahansi mencapaipai 133 m
naik sekitaerature 8505 jam, keda2 μm kemudtemperature am
Pengaruh kedalaman
emperatur daju difusi. menggunakadifusi meninktu penahan850oC dengapai 6,968 aik 7,281 x anan 5 jam si pada tempanan 1 jam mkemudian da waktu pe
kitar 259 %. erature 9001 jam menkemudian
ada waktu p80,8 %. Sehi
602-97742-0
nisasi.Pada tpenahana
mm kemuda temperatuPada temperaa 3 jam, ki 41,2 mm
mm pada tear 223%. S0oC dengaalaman lapidian naik men
900oC pa
temperatun difusi
dan waktu Berdasark
an persamaangkat dengannan. Laju dan waktu pe
x 10-9 C10-9 Cm2/d
atau naik seperature 875mencapai 1,naik 3,867
enahanan 5 jaSedangkan
0oC dengancapai 3,52
naik 6,67penahanan 5ingga Laju d
-7 M
temperatur 1 jam,
udian naik ure 900oC atur 850oC kedalaman kemudian
emperature Sedangkan an waktu san difusi ncapai 155
ada waktu
ure pada
boronisasi kan hasil an Einstein n semakin
difusi pada enahanan 1 Cm2/detik, detik pada ekitar 4,34 oC dengan ,058 x 10-9 7 x 10-9 am laju difusi
an waktu 28 x 10-9 7 x 10-9 5 jam atau difusi yang
Seminar Na
MIV-187
palingterliha Gamb
PengakekerapengumetodkekerawaktutempedengaHV, penahsepert
Gambtahan
Nasional Tahu
P
g tinggi padat pada gamb
bar 3 : Pengadifusi.
aruh temperaasan proses
ujian kekerda uji Vickeasan mening
u penahanaeratur 850oCan waktu penkemudian
hanan 5 jamti terlihat pad
bar 4. Pengterhadap kek
nan Teknik M
Palembang, 1
da temperatubar 3 dibawa
aruh waktu t.
atur dan wakBoronisasi. rasan yang
ers dapat dilgkat dengan an. Nilai nahanan 1 jnaik 904
m atau naikda gambar 4
aruh temperkerasan
Mesin (SNTTM
13-15 Oktobe
ur 875oC. Hah ini.
ahan terhada
ktu tahan terBerdasarkang menggulihat bahwasemakin lamkekerasan
am mencapaHV pada
k sekitar 264 dibawah ini
rature dan
M) ke-9
er 2010
Hal ini
ap laju
rhadap n hasil unakan a nilai manya
pada
ai 713 waktu 6,8 % i.
waktu
-
NwkpS9mpSti K1
23
4
5
67
8
9 R [1MM[2B[3SO[4M1
IS
Nilai kekeraswaktu penah
emudian nenahanan 5edangkan n00oC deng
mencapai 63ada waktu pehingga ken
inggi diperol
KESIMPULA1. Peningka
tertinggi 327,5%.
2. difusi 3. tertinggi
900oC dyaitu 155
4. -. Kenaikdiperoleh%.Difusi
5. tertinggi dengan p
6. 8,189 x 17. Kenaikan
diperoleh54,4
8. %.Sedandiperolehwaktu 5 j
9. yaitu 108
REFERENSI
1] Lakhin,Metallurgy”. Moscow. 19642] Sriati D
Bahan”. Erlan3] Kraus, G.,
Steel”. AmeriOhio, 1980. 4] ASM., “
Metal Handb980.
SBN : 978-6
san pada temhanan 1 jamnaik 1080 jam atau
nilai kekerasgan waktu 30 HV, kempenahanan 5 naikan nilai kleh pada tem
AN atan kedala
diperoleh Lapisan
diperolehdengan pena5μm. kan laju difuh pada tempei diperoleh p
penahanan w10 9Cm2/detin nilai kekeh pada tem
ngkan nilai h pada 875ojam 80 HV.
I.
Y., “ESecond
4. Djaprie., “Ingga, Jakarta, “Principlesica Society
“Case Hardebook, 9 th e
602-97742-0
mperatur 875m mencapai
HV padnaik sekitarsan pada te
penahananmudian naik
jam atau nakekerasan y
mperatur 875
aman lapispada 875
h pada teahanan wak
fusi yang paeratur 875oC
pada temperawaktu 3 jam yik. erasan yang
mperature 87
kekerasan oC dengan p
Engineering printing.
Ilmu dan a. 1983. s of Heat Trfor Metal, M
ening Steeled. Metal P
-7 M
5oC dengan 699 HV,
da waktu r 54,4 %. emperature n 1 jam k 894 HV aik 41,9 %. ang paling oC.
san difusi 5oC yaitu
emperature ktu 5 jam
ling tinggi C yaitu 259
atur 900oC yaitu
g tertinggi 75oC yaitu
tertinggi penahanan
Physical Publisher
Teknologi
reatment of Metal Park.
”. Vol. 4. Park. Ohio,
Seminar Na
MIV-188
[5] ZaForeigSoviet[6] Metal1974.[7] KTreatmLondo[8] ASNinth [9] YTreatmIndust[10] SCopyr1998.[11] SciencMcGr[12] “Duct
Nasional Tahu
P
akharov, B., gn Languaget Socialist ReAvner., “
llurgy”. Sec
Karl-Erik Thment”. Bofoon – Boston, SM., “Heat edition, 1990
Yoshiyuki ment Procestrial ResearchSuchy, Ivanaright by M
Edward. Mce and raw-Hill Com
American tile Iron Han
nan Teknik M
Palembang, 1
“Heat Treaes Publishingepublics, Mo“Introductioncond edition
elning., “Stfors Handbo1967. Treatment”0. Saita., “Fusses Steel”. Nh Institute, N., “Handboo
McGraw-Hill
. Mielnik., Engineering
mpanies, Inc. Foundrymen
ndbook”. Co
Mesin (SNTTM
13-15 Oktobe
atment of Meg House Mo
oscow, 1962.n ti Ph
n. McGraw-
teel and its ook, Butterw
”. Metal Han
undamental Nagoya Mun
Nagoya. 1987ok of Die De
Companies
“Metal Wog”.Copyright1991.
n’s Siciety, pyright 1993
M) ke-9
er 2010
Metals”. oscow.
hysical - Hill.
Heat worths,
ndbook
Heat nicipal
7. esign”. , Inc.
orking t by
Inc., 3.
PROSIDING DIGITAL.pdfMATERIAL.pdfMIV-031.pdf