Terbit online pada laman web jurnal: https://journal.isas.or.id/index.php/JAMERE

## JOURNAL OF APPLIED MECHANICAL ENGINEERING AND RENEWABLE ENERGY (JAMERE)
Vol. 2 No. 1 Februari 2022. 1-8
ISSN 2775-1031

## Penggunaan Katalis Kalsium Karbonat Pada Karburasi Padat Baja ST 37
Muh Anhar 1 , Sartika 2 , Frengki Ade Putra 3
1 Teknik Mesin, Perawatan dan perbaikan Mesin,Politeknik Negeri Ketapang
2 Teknik Pertambangan, Politeknik Negeri Ketapang
1 anhar_dol@yahoo.com*, 2 sartika2190@gmail.com

## Abstract
In modern era, we find many equipment that uses metal as the main ingredient in its manufacture. The use of metals that have good hardness is very necessary, especially in the engine parts which must always be in contact with other engine parts. One way to increase metal hardness is to add carbon to the metal. The process of adding carbon is by solid carburizing. The use of calcium carbonate catalyst can also be used to accelerate the reaction of the solid carburizing. This study aims to determine the effect of the carburizing process on ST 37 steel either by using a catalyst or without a catalyst to the hardness test. F rom the results of observations and data collection that has been done, the average hardness value of raw material is 47.9 HRB. For ST 37 steels which are heat treated at 900ºC, normalizing process and quenching process have an average hardness value of 47.5 HRB and 49.05 HRB. As well as ST 37 steel which is carried out by a solid carburizing process using catalysts and without catalyst, each has a hardness rate of 48.6 HRB and 48.2 HRB. From the results above it is known that the cooling time affects the hardness of steel ST 37. The carburizing process can increase the hardness due to the addition of carbon to the steel. Catalysts play a role in increasing the hardness of steel, this is because the catalyst can accelerate the rate of reaction in carburizing.
Keywords: Heat treatment, solid carburizing, steel ST 37

## Abstrak
Era  yang  serba  modern  saat  ini,  sangat  banyak  kita  jumpai  peralatan  yang  menggunakan  logam  sebagai  bahan  utama pembuatannya. Penggunaan logam yang memiliki kekerasan baik, sangat diperlukan terutama pada bagian mesin yang harus selalu  bersinggungan  dengan  bagian  mesin  lainnya.  Salah  satu  cara  untuk  menaikan  kekekerasan  logam  adalah  dengan melakukan  penambahan  karbon  pada  logam  tersebut.  Proses  penambahan  karbon  adalah  dengan  cara  karburasi  padat. Penggunaan katalis kalsium karbonat juga dapat digunakan untuk mempercepat terjadinya reaksi pada karburasi padat tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh proses karburasi pada baja ST 37 baik itu dengan menggunakan katalis maupun  tanpa  katalis  terhadap  uji  kekerasan.  Dari  hasil  pengamatan  dan  pengumpulan  data  yang  telah  dilakukan  maka didapatlah nilai kekerasan rata  - rata raw material adalah sebesar 47,9 HRB. Untuk baja ST 37 yang dilakukan proses heat treatment  dengan  temperature  900ºC  dilakukan  proses  normalizing  dan  proses  quenching  masing  –  masing  memiliki  nilai kekerasan  rata  –  rata  sebesar  47,5  HRB  dan  49,05  HRB.  Serta  baja  ST  37  yang  dilakukan  proses  karburasi  padat  dengan menggunakan katalis dan tanpa katalis masing – masing memiliki angka kekerasan sebesar 48,6 HRB dan 48,2 HRB. Dari hasil tersebut  diatas  maka  diketahui  bahwasannya  lama  waktu  pendinginan  berpengaruh  terhadap  kekerasan  baja  ST  37.  Proses karburasi  dapat  meningkatkan  kekerasan  dikarenakan  terjadinya  penambahan  karbon  pada  baja.  Katalis  berperan  dalam peningkatan kekerasan baja, hal ini karena katalis dapat mempercepat laju reaksi pada karburasi.
Kata kunci: Heat treatment, solid carburizing, steel ST 37

## 1. Pendahuluan
Logam  juga  memiliki  kekuatan  yang  sangat  baik dan  logam  dapat  dibentuk  menjadi  alat  yang diperlukan.  Dengan  melalui  beberapa  perlakuan,  baik itu  perlakuan  panas  ( hot  treatment ),  perlakuan  hangat ( warm  treatment )  maupun  perlakuan  dingin  ( cool treatment ).  Logam  besi  banyak  digunakan  dalam kegiatan industri dikarenakan jumlahnya dialam sangat banyak, sangat mudah untuk dikerjakan atau dibentuk
dan juga harga yang relatif murah. Selain itu besi juga memiliki  sifat  mekanik  yang  baik.  Namun  disini  besi juga  memiliki  kelemahan  sehingga  besi  harus dipadukan  dengan  logam  atau  bahan  lainnya  untuk menghasilkan  baja  paduan  yang  ideal.  Besi  biasanya digabungkan  dengan  beberapa  unsur,  agar  tercapai suatu  logam  yang  diperlukan.  Seperti  penambahan karbon  agar  tercipta  besi  yang  lebih  keras.  Semakin banyak unsur karbon pada suatu besi maka akan keras pula  sifat  mekanik  besi  tersebut.  Kekerasan  logam
Journal of Applied Mechanical Engineering and Renewable Energy (JAMERE) Vol. 2 No. 1 February 2022 1– 8
merupakan sifat mekanik suatu logam yang berhubungan  langsung  terhadap  ketahanan  aus.  Salah satu proses yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kekerasan  logam  adalah  dengan  melakukan  proses karburasi.  Karburasi  adalah  proses  menambahkan karbon  ke  permukaan  benda,  dilakukan  dengan memanaskan  benda  kerja  dalam  lingkungan  yang banyak  mengandung  karbon  aktif,  sehingga  karbon berdifusi  masuk  ke  permukaan  baja  dan  pada  proses karburasi  baja  karbong  rendah  dengan  menggunakan karbon arang kayu belian dan arang kayu akasia. [1]
Proses karburasi dikenal dengan proses pengerasan permukaan.  Proses  ini  digunakan  pada  elemen  mesin yang  diinginkan  permukaannya  keras  namun  bagian inti  tetap  liat,  pada  roda  gigi,  poros  yang  berputar sehingga  keausan  elemen  teresebut  dapat  dikurangi. Proses  karburasi  ini  dilakukan  didalam  kotak  yang ditutup rapat agar media karburasi tidak terkontaminasi dengan udara luar. Pada proses karburasi ini dilakukan proses  pendinginan  dengan  melakukan quenching . Penelitian  yang  akan  dilakukan  pada  baja  ST  37 dikarburasi  pada  suhu  yang  konstan  yakni  900ºC  dan dengan waktu tunggu yang sama yaitu 25 menit. Disini akan  dilakukan  variasi  yakni  dengan  menggunakan katalis  yang  berupa  kalsium  karbonat  (CaCO3)  dan tanpa menggunakan katalis. Tujuan dari penelitian ini adalah  untuk  mengetahui  pengaruh  karburasi  padat yang  menggunakan  katalis  berupa  kalsium  karbonat (CaCO3) dan tanpa katalis terhadap kekerasan baja ST 37.[1]

## Karburasi
Proses menambahkan karbon ke permukaan benda, dilakukan  dengan  memanaskan  benda  kerja  dalam lingkungan  yang  banyak  mengandung  karbon  aktif, sehingga  karbon  berdifusi  masuk  ke  permukaan  baja. Manfaat yang patut dipertimbangakn dalam penerapan proses  karburasi  adalah  bahwa  proses  karburasi  akan menghasilkan deformasi yang sangat kecil dibandingkan  pada  proses  pengerasan  yang  diperoleh melalui  pendinginan  air.  Pada  karburasi  ini,  media karbon  pada  suhu  tinggi  akan  terurai  menjadi  karbon aktif  yang  dapat  masuk  kedalam  baja,  sehingga kekerasan bagian tepi baja akan mengalami peningkatan namun bagian dalam baja akan tetap lunak dan ulet. Pada proses karburasi ini semakin tinggi kadar karbon yang ada maka penetrasi  karbon kedalam baja akan  semakin  baik  sehingga  bagian  tepi  baja  akan semakin  keras.  Karburasi  padat  adalah  proses pengerasan  bagian  luar  logam  dengan  menggunakan karbon yang berasal dari arang.[2]
Arang disini diubah dalam bentuk bubuk. Sehingga mudah  untuk  masuk  kedalam  pori  -  pori  logam. Biasanya bahan yang digunakan sebagai  arang  adalah tempurung  kelapa,  arang  kayu,  atau  arang  tulang. Gambar 1.menunjukkan proses karburasi padat.
Gambar 1. Karburasi Padat
Pada  proses  karburasi  padat  ini  agar  proses karburasi  dapat  cepat  terjadi  maka  akan  dilakukan penambahan  bahan  sebagai  katalis.  Biasanya  bahan yang digunakan senyawa karbonat. Diantaranya barium karbonat  (BaCO3),  kalsium  karbonat  (CaCO3)  dan natrium  karbonat  (NaCO3).Karburasi  padat  ini dilakukan dengan memasukkan semua media karburasi baik itu logam, arang dan katalis kedalam kotak. Yang kemudian ditutup rapat.
Hal ini bertujuan untuk mencegah terjadinya reaksi antara media karburasi dengan udara luar. Ada baiknya proses  karburasi  padat  ini  dilakukan  didalam  tanur. Agar  karburasi  terjadi  pembagian  temperature  secara merata.  Kotak  karburasi  dipanaskan  dalam  tanur sampai  temperature  825ºC  -  925ºC  dengan  segera permukaan  benda  kerja  akan  menyerap  karbon sehingga dipermukaan akan terbentuk lapisan berkadar karbon  tinggi  sampai  1,2%.Pada  karburasi  ini  katalis diperlukan  agar  proses  difusi  karbon  kedalam  baja semakin  cepat  terjadi.  Dengan  adanya  katalis  maka proses karburasi akan lebih mudah untuk terjadi karena meskipun  udara  yang  terperangkap  sedikit,  tetapi katalis  menyediakan  CO2  yang  akan  segera  mulai mengaktifkan  reaksi-reaksi  selanjutnya.  Reaksi  yang terjadi pada penggunaan katalis ini yakni ; CaCO3 CaO + CO2 Saat proses berlangsung maka temperature yang sangat  tinggi  didalam  tanur  pemanas,  karbon  akan teroksidasi  oleh  oksigen  yang  terperangkap  dalam kotak  berisikan  CO2,  reaksi  dengan  karbon  bereaksi terus hingga didapat ; CO2 + C 2CO.
Dengan temperature yang semakin tinggi keseimbangan  reaksi  akan  semakin  cenderung kekanan, maka semakin banyak CO. Pada permukaan baja CO akan terurai menjadi ; 2COˉ CO2 + C Dimana unsur  C  yang  terbentuk  ini  berupa  atom  karbon  yang dapat masuk berdifusi kedalam fase austenite dari baja. Atom  C  tersebut  memiliki  keaktifan  yang  tinggi sehingga mudah berdifusi dengan besi dan atom karbon akan  membentuk  sementit  pada  lapisan  permukaan logam dengan reaksi ; 3Fe + 3C Fe3C Adapun sifat – sifat yang akan dimiliki baja karbon setelah dilakukan proses  karburasi  adalah  kekerasan  permukaan  logam tinggi  dan  tahan  terhadap  aus,  logam  tahan  terhadap temperature  yang  tinggi  serta  umur  leleh  logam menjadi lebih tinggi.

## Karbon
Karbon  merupakan  unsur  kimia  yang  mempunyai simbol C dan nomor atom 6 pada tabel sistem periodik
Journal of Applied Mechanical Engineering and Renewable Energy (JAMERE) Vol. 2 No. 1 February 2022 1– 8
unsur.  Kabon  merupakan  unsur  non  logam  yang memiliki  kecenderungan  untuk  mengikat  dirinya sendiri  dalam  rantai  –  rantai.  Tidak  hanya  ikatan tunggal C – C, tetapi juga ikatan ganda C = C. Karbon sangat tidak reaktif pada suhu biasa namun pada suhu yang  tinggi  maka  akan  sangat  mudah  untuk  bereaksi. Apabila karbon bereaksi, tidak ada kecenderungan dari atom  –  atom  karbon  untuk  kehilangan  elektron  – elektron  terluar  dan  membentuk  kation  sederhana seperti  C4+  .  Karbon  dapat  meningkatkan  kekerasan suatu  baja.  Pada  proses  karburasi  peningkatan kekerasan  baja  disebabkan  oleh  adanya  difusi  karbon yang  menyebabkan  penambahan  atom  karbon  pada material  dari  sisi  terluar  hingga  kedalam.  Kekerasan material  sangatlah  tergantung  dari  jumlah  karbon artinya  semakin  banyak  kadar  karbon  dalam  material maka semakin keras material.

## Katalis
Zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi  itu  sendiri.  Katalis  bersifat  mempengaruhi kecepatan  reaksi  tanpa  mengalami  perubahan  secara kimiawi  pada  akhir  reaksi.  Katalis  berfungsi  untuk mempercepat  laju  reaksi  dengan  cara  menurunkan energi  aktivasi,  namun  tidak  mempengaruhi  letak kesetimbangan.  Energi  aktivasi  merupakan  energi minimum  yang  diperlukan  campuran  reaksi  untuk  10 menghasilkan produk

## Heat Treatment
Proses yang digunakan untuk mengubah struktur logam dengan jalan memanaskan logam pada electric furnace pada  temperature  dan  selama  periode  waktu  tertentu yang kemudian akan didinginkan dengan menggunakan media  pendingin  baik  itu  air,  udara,  oli  dan  lain sebagainya.  Hal  inilah  yang  akan  mempengaruhi perubahan  kekerasan  dan  struktur  logam,  Pengaruh Media Pendingin Terhadap Struktur Mikro, Kekerasan Dan  Laju  Korosi  Pada  Hardening  Baja  Karbon Sedang.[3]
Gambar 2. Elecrical furnace
Pemanasan  atau  pendinginan  dengan  kecepatan tertentu  maka  bahan  –  bahan  logam  dan  paduan memperlihatkan  perubahan  strukturnya.  Perlakuan panas  adalah  proses  kombinasi  antara  proses pemanasan  atau  pendinginan  dari  suatu  logam  atau paduannya  dalam  keadaan  padat  untuk  mendapatkan sifat – sifat tertentu. Untuk mendapatkan hal ini maka
kecepatan  pendinginan  dan  batas  temperature  sangat menentukan. Proses perlakuan panas ada dua kategori, yaitu  softening  (pelunakan)  adalah  usaha  untuk menurunkan sifat mekanik agar menjadi lunak dengan cara  mendinginkan  material  yang  sudah  di  panaskan didalam  electric  furnace  12  (annealing)  atau mendinginkan  dengan  udara  terbuka  (normalizing). Kemudian proses perlakuan panas hardening (pengerasan) adalah usaha meningkatkan sifat material terutama  kekerasan  dengan  cara  celup  cepat (quenching)  material  yang  sudah  dipanaskan  di celupkan ke dalam suatu media bisa berupa air atau oli. Akibat pengejutan dingin dari daerah suhu pengerasan ini, dicapailah suatu keadaan paksaan bagi struktur baja yang  merangsang  kekerasan,  oleh  karena  itu  maka proses pengerasan ini disebut dengan pengerasan kejut.

## Quenching
Quenching  atau  pengerasan  baja  adalah  proses pemanasan  logam  hingga  mencapai  temperature austenite yang selanjutkan secepat mungkin dilakukan pendinginan  untuk  mencapai  kekerasan  baja  yang diinginkan. Proses quenching bertujuan untuk mendapatkan  sifat  mekanis  yang  keras.(SIMETRIK ambon)  Media  pendinginan  yang  digunakan  disini bermacam  –  macam.  Pada  pendinginan  dengan menggunakan  beberapa  metode  pendinginan  dengan serbuk  semen  abu  abu  yang  di  terapakan  pada Pendinginan Pengelasan dengan Metode SMAW pada Kekerasan  Baja  Karbon  ST37  dengan  Media  Serbuk Semen  Abu-Abu  pada  Beban  Rockwell  100  kgf.[4] Adapun media yang baisa digunakan antara lain :
1) Air memiliki sifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak  berbau.  Air  memiliki  titik  beku  sebesar  0ºC dan  titik  didih  100ºC.  Air  memiliki  koefisien viskositas sebesar 0,001 Pa pada temperature 20°C (Giancoli,  1998).  Pendinginan  menggunakan  air lebih  cepat  dari  pada  minyak  karena  air  dapat dengan  mudah  menyerap  panas  yang  dilewatinya. Panas yang terserap akan berubah menjadi dingin.
2) Oli  memberi  pendinginan  yang  lambat,  namun  oli sering  digunakan  pada  industri.  Oli  memiliki  nilai viskositas atau kekentalan yang tertinggi dibandingkan dengan media pendingin lainnya dan massa jenis yang rendah sehingga laju pendinginannya  lambat.  Viskositas  oli  sangat berpengaruh  terhadap  laju  pendinginan  logam. semakin rendah nilai viskositas suatu oli maka akan semakin baik oli dalam menyerap panas. Untuk oli mesin  SAE  10  pada  temperature  30ºC  memiliki koefisien viskositas 200 x 10-3 Pa..
3) Air  garam  digunakan  dalam  pendinginan  karena memiliki sifat pendinginan yang teratur dan cepat.

## Uji Kekerasan
Pada penelitian ini digunakan pengujian kekerasan dengan  metode  rockwell  dengan  menggunakan indentor  bola  baja  berdiameter  1/16”.  Uji  kekerasan rockwell menggunakan kedalaman lekukan pada beban
Journal of Applied Mechanical Engineering and Renewable Energy (JAMERE) Vol. 2 No. 1 February 2022 1– 8
yang konstan sebagai ukuran kekerasan. Pada langkah awal  beban yang diberikan sebesar 10 kgf, yang pada langkah berikut ditambah lagi dengan beban sebesar 40 kgf hingga yang pada beban akhir diberi sebesar 50 kgf. Jadi  total  beban yang digunakan disini adalah sebesar 100 kgf.[5]

## 2. Metode Penelitian
Penelitian  ini  dengan  melakukan  eksperimen penelitian  yang  dilakukan  dengan  menggunakan percobaan dan pengujian guna mendapatkan data hasil penelitian  mengenai  karburasi  padat.  Baja  ST  37 dilakukan  beberapa  proses  yakni  proses  normalizing, quenching, karburasi padat tanpa katalis dan karburasi padat dengan menggunakan katalis. Sehingga dilakukan  pengujian  dengan  menggunakan  metode rockwell  untuk  mendapatkan  angka  kekerasan  dari semua speciment yang ada.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## Proses Pengujian Raw Material
Pengujian kekerasan dalam penelitian ini menggunakan  metode  pengujian  rockwell  dengan menggunakan  universal  hardness  testing.  Pengujian kekerasan  disini  bertujuan  untuk  mengetahui  angka kekerasan  suatu  logam.  Dengan  kata  lain,  pengujian kekerasan  ini  bukan  untuk  melihat  apakah  bahan  itu keras atau tidak, melainkan untuk mengetahui seberapa besar  tingkat  kekerasan  logam  tersebut.  Raw  material yang  digunakan  disini  merupakan  baja  ST  37  yang merupakan  baja  karbon  rendah.  Untuk  waktu  lama penekanan pada pengujian diatur selama 5 detik. Saat melakukan  penekanan  benda  uji  harus  dalam  posisi rata.  Agar  saat  dilakukan  penekanan  benda  uji  tidak bergerak,  sehingga  menghasilkan  angka  kekerasan yang pasti. Jika benda uji tidak dalam posisi yang rata maka  saat  dilakukan  penekanan  benda  uji  akan bergerak  dan  angka  kekerasan  yang  ditunjukkan  oleh dial  gauge  akan  berubah.  Gambar  3  memperlihatkan raw material yang sedang diuji.

## Gambar 3. Pengujian raw material
Pada  langkah  awal  maka  dilakukan  pemberian beban awal pada alat uji sebesar 10 kgf. Lalu memutar pedal  sehingga  kedua  jarum  pada  dial  gauge  ikut berputar.  Memperhatikan  pada  jarum  panjang,  ketika jarum ini berputar sebanyak 1,5 kali putaran, maka kita bisa memulai menekan tombol start agar alat uji mulai
25  untuk  melakukan  proses  penekanan.  Gambar  4. memperlihatkan pemberian beban awal pada alat uji.
Gambar 4. Pemberian beban awal sebesar 10 kgf
Setalah  pemberian  beban  awal  selesai  dan dial gauge telah  menunjukkan  angka  hasil  penekanan maka  langkah  selanjutnya  yaitu  memberikan  beban lanjutan  yaitu  sebesar  40  kgf,  dengan  penambahan beban ini maka total beban saat melakukan penekanan kedua  ini  adalah  sebesar  50  kgf.  Dan  tekan  tombol start untuk  memulai  proses  penekanan  pada raw material. Gambar 5 memperlihatkan pemberian beban lanjutan pada alat uji.
Gambar 5. Pemberian beban lanjutan sebesar 40 kgf
Setelah pemberian beban lanjutan selesai maka Langkah selanjutnya dengan memberikan beban akhir sebesar 50 kgf dengan penambahan beban akhir sehingga total beban yang diberikan sebesar 100 kgf.
Gambar 6. Pemberian beban akhir sebesar 50 kgf
Setelah semua tahap pengujian pada raw material selesai maka didapatlah hasil berupa angka kekerasan pada dial gauge alat universal hardness testing .
Gambar  6  memperlihatkan dial  gauge yang menujukkan hasil kekerasan raw material .
Journal of Applied Mechanical Engineering and Renewable Energy (JAMERE) Vol. 2 No. 1 February 2022 1– 8
Gambar 6. Angka hasil penekanan raw material
Tabel dan Grafik Pengujian Raw Material proses pengujian pada raw material dilakukan dengan penekanan  dibeberapa  titik.  Maka  didapatlah  hasil kekerasan  yang  berupa  angka.  Adapun  nilai  angka kekerasan  pada raw  material seperti  terlihat  pada tabel 1 dibawah ini. Tabel 1. Hasil uji kekerasan raw material
Raw material yang digunakan adalah baja ST 37 yang merupakan  baja  karbon  rendah.  Berdasarkan  tabel 4.1, rata – rata angka kekerasan raw material adalah 47,9  HRB.  Gambar  7  menunjukkan  grafik  angka kekerasan pada speciment uji raw material .
Gambar 7. Grafik Speciment Raw Material

## Proses Pengujian Speciment Metode Normalizing
Secara  teori  baja  yang  telah  mengalami  proses heat
treatment dan  dilakukan  pendinginan  dengan  metode normalizing maka  baja  tersebut  akan  mengalami penurunan  angka  kekerasan.  Untuk  itu  dilakukan pengujian  kekerasan  pada  baja  yang  telah  dilakukan heat treatment dengan metode pendinginan normalizing .  Pengujian  baja  ST  37  yang  telah dilakukan  proses heat  treatment dengan  metode normalizing ini  dilakukan  hanya  sebagai  pembanding dengan  baja  ST  37  yang  telah  dilakukan  proses heat treatment dengan metode quenching , agar
mendapatkan hasil yang akurat. Gambar 8 memperlihatkan  pengujian  baja  ST  37  yang  telah dilakukan proses normalizing
Gambar 8. Pengujian baja ST 37 yang telah dilakukan proses normalizing

## Tabel  dan  Grafik  Pengujian  Speciment  Metode
Normalizing
Hasil kekerasan yang berupa angka. Adapun nilai angka kekerasan pada speciment metode normalizing seperti terlihat pada tabel 4.2 dibawah ini.
Tabel  2.  Hasil  uji  kekerasan speciment metode normalizing Titik Hasil Uji Raw Material 1 47 HRB 2 47 HRB 3 47 HRB 4 49 HRB 5 48 HRB 6 48 HRB 7 48 HRB 8 48 HRB 9 49 HRB 10 48 HRB Rata – Rata 47,9 HRB Titik Hasil Uji Speciment Metode Normalizing 1 48 HRB 2 47 HRB 3 47 HRB 4 47,5 HRB 5 47 HRB 6 47 HRB 7 47,5 HRB 8 48 HRB 9 48 HRB 10 48 HRB Rata – Rata 47,5 HRB
Journal of Applied Mechanical Engineering and Renewable Energy (JAMERE) Vol. 2 No. 1 February 2022 1– 8
Gambar 4.14. Grafik speciment proses normalizing
Proses  Heat  Treatment  Temperature  900ºC  Metode

## Quenching Air
Baja  ST  37  dilakukan  pemanasan  didalam electrical  furnace dengan temperature 900°C  dan dengan  waktu  tahan  25  menit.  Pada  saat  memulai proses heat  treatment,  temperature awal electrical furnace berada  pada temperature 39°C  dan memerlukan  waktu  47  menit  hingga  mencapai temperature 900°C.  Ketika temperature sudah mencapai 900°C inilah dimulai waktu tahan selama 25 menit. Setelah dilakukan proses heat treatment maka dilakukan  proses  pendinginan  dengan  metode quenching dengan  media  pendingin  air,  agar mendapatkan  kekerasan  yang  lebih  tinggi  dari  pada sebelumnya.
Gambar 11. Proses quenching
Proses Pengujian Speciment Metode Quenching Air
Proses  pengujian  pada speciment metode quenching air dilakukan  dengan  penekanan dibeberapa titik. Maka didapatlah hasil kekerasan yang berupa angka. Adapun nilai angka kekerasan pada speciment metode quenching air seperti terlihat pada tabel 3 dibawah ini.
Tabel  3. Hasil  uji  kekerasan speciment metode
quenching air Titik Hasil Uji Speciment Metode Quenching Air 1 49,5 HRB 2 49,5 HRB 3 48 HRB 4 49 HRB 5 49 HRB 6 48 HRB 7 49,5 HRB 8 49 HRB 9 49,5 HRB 10 49,5 HRB Rata – Rata 49,05 HRB
Gambar 12. Grafik speciment proses quenching
Proses  Pengujian  Speciment  Karburasi  Tanpa Katalis
Proses pengujian pada speciment karburasi  tanpa katalis dilakukan dengan penekanan dibeberapa titik. Maka didapatlah hasil kekerasan yang berupa angka. Adapun  nilai  angka  kekerasan  pada speciment karburasi  tanpa katalis seperti terlihat  pada tabel 4.4 dibawah ini.
Tabel 4. Hasil uji kekerasan speciment karburasi tanpa katalis
Speciment yang keempat adalah baja ST 37 yang telah dilakukan  proses  karburasi  tanpa  menggunakan katalis.  Karburasi  padat  merupakan  salah  satu  cara
Titik Hasil Uji Speciment Karburasi tanpa Katalis 1 48 HRB 2 48 HRB 3 48,5 HRB 4 48 HRB 5 49 HRB 6 48 HRB 7 48,5 HRB 8 48 HRB 9 48 HRB 10 48 HRB Rata – Rata 48,2 HRB
Journal of Applied Mechanical Engineering and Renewable Energy (JAMERE) Vol. 2 No. 1 February 2022 1– 8
untuk menambah angka kekerasan pada suatu logam. Yakni  dengan menambahkan karbon kedalam logam tersebut.  Dengan  cara  memanaskan  baja  yang  telah dimasukkan  dalam  kotak  berisi  karbon  dengan temperature 900°C  dan  kemudian  dilakukan  proses pendinginan dengan metode quenching menggunakan media air. Berdasarkan data yang ada pada tabel 4.3, angka  kekerasan  baja  yang  telah  dilalukan  proses karburasai adalah sebesar 48,2 HRB. Nilai kekerasan ini  lebih  besar  dari  pada  angka  kekerasan raw material yang hanya sebesar 47,9 HRB. Hal ini sesuai dengan  pernyataan  Mulyadi  dan  Eka  Sunitra  (2010) yang  menyatakan  bahwa  kekerasan  suatu  material sangat  tergantung  pada  jumlah  karbon,  semakin banyak  kadar  karbon  dalam  material  maka  semakin keras  material  tersebut.  Gambar  4.23  menunujukkan grafik angka kekerasan baja ST 37 yang telah dilakukan  proses  karburasi  tanpa  menggunakan katalis.
Gambar 13. Grafik speciment proses karburasi tanpa katalis
Proses  Karburasi  Padat  Dengan  Katalis  Metode Quenching Air
Proses  pengujian  pada speciment karburasi  dengan katalis  dilakukan  dengan  penekanan  dibeberapa  titik. Maka  didapatlah  hasil  kekerasan  yang  berupa  angka. Adapun  nilai  angka  kekerasan  pada speciment karburasi dengan katalis seperti terlihat pada tabel 4.5 dibawah ini Tabel  5. Hasil  uji  kekerasan speciment karburasi dengan katali s
Speciment yang kelima adalah baja ST 37 yang telah dilakukan  proses  karburasi  dengan  menggunakan katalis kalsium karbonat (CaCO)3. Kalsium karbonat ini  berperan  penting  dalam  karburasi  sebagai  bahan yang  dapat  menghasilkan  gas  CO2  sehingga  proses karburasi  dapat  berlangsung  lebih  cepat.  Secara  teori hal  ini  akan  meningkatkan  angka  kekerasan  baja, karena semakin banyak karbon yang masuk kaedalam baja. Berdasarkan data yang ada pada tabel 4.3, angka kekerasan rata – rata baja ST 37 yang telah dilakukan proses karburasi  menggunakan katalis adalah sebesar 48,6 HRB. Hal ini membuktikan bahwa benar katalis pada  karburasi  dapat  meningkatkan  angka  kekerasan pada logam. Gambar 4.28 menunjukkan grafik angka kekerasan pada baja ST 37 yang telah dilakukan proses karburasi dengan menggunakan katalis.
Gambar 15. Grafik speciment proses karburasi menggunakan katalis
Perbandingan Angka Kekerasan Speciment
Hasil yang cukup beragam karena telah dilakukandengan beberapa jenis perlakuan dengan jenis logam yang sama yakni baja ST 37. Berdasarkan data pada tabel 4.1, table 4.2, tabel 4.3, tabel 4.4 dan tabel 4.5 maka rata – rata pada semua speciment dapat dibuat menjadi grafik, seperti yang terlihat pada gambar 4.29 dibawah  ini
Gambar 16. Grafik perbandingan speciment
Berdasarkan  grafik  perbandingan speciment tersebut diatas  dapat  dilihat  bahwasannya  masing  -  masing speciment memiliki angka kekerasan yang berbeda – beda. Pada raw material memiliki angka kekerasan sebesar  47,9  HRB,  proses normalizing memiliki Titik Hasil Uji Speciment Karburasi dengan Katalis 1 49,5 HRB 2 49 HRB 3 49 HRB 4 48 HRB 5 48 HRB 6 48,5 HRB 7 48 HRB 8 48 HRB 9 49,5 HRB 10 48,5 HRB Rata – Rata 48,6 HRB
Journal of Applied Mechanical Engineering and Renewable Energy (JAMERE) Vol. 2 No. 1 February 2022 1– 8
angka kekerasan sebesar 47,5 HRB, proses quenching air  memiliki  angka  kekerasan  sebesar  49,05  HRB, proses karburasi tanpa menggunakan katalis memiliki angka  kekerasan  sebesar  48,2  HRB  dan  proses karburasi  dengan  menggunakan  katalis  memiliki angka kekerasan sebesar 48,6 HRB.
Jika masing - masing speciment dibandingkan dengan raw  material maka  angka  kekerasan  yang  didapat telah sesuai dengan teori yaang termuat  dalam BAB II sebelumnya. Namun disini terdapat perbedaan pada bagian  proses quenching dan  juga  karburasi. Seharusnya  proses  karburasi  akan  memiliki  angka kekerasan  yang  lebih  tinggi  dari  pada speciment proses quenching .
Hal ini karena porses karburasi menggunakan karbon sebagai  bahan  tambahannya  sedangkan  proses quenching tidak  memilki  bahan  tambahan  Penyebab dari  perbedaan  ini  adalah  dikarenakan  pada  saat proses  pengeluaran speciment saat  akan  dilakukan proses pendinginan. Speciment proses karburasi lebih lama  dikeluarkan  dari  dalam electrical  furnace dari pada speciment proses quenching . Jika proses quenching , speciment yang  telah dilakukan  proses heat  treatment bisa  langsung diangkat  dan  dimasukkan  kedalam  air.  Sedangkan speciment yang dilakukan proses karburasi agak lebih sulit  saat  dikeluarkan  dari  dalam electrical  furnace , karena  proses  karburasi  disini  harus  menggunakan kotak  sebagai  wadah  untuk  meletakkan  bahan karburasi  didalamnya.  Penurunan temperature inilah yang berpengaruh pada angka kekerasan tersebut. Hal ini  sesuai  dengan  yang  disampaikan  oleh  Sriati Djaprie  (1986:31)  yang  menyatakan  bahwa  pada proses heat  treatment yang  mempengaruhi  tingkat kekerasan  baja  adalah  kecepatan  pendinginannya karena makin cepat laju pendinginan maka kekerasan baja akan semakin tinggi.
Untuk speciment yang  telah  dilakukan  proses karburasi padat, keduanya sesuai dengan teori. Yakni speciment yang  dilakukan  proses  karburasi  padat dengan  menggunakan  katalis  lebih  keras  dari  pada speciment yang  dilakukan  proses  karburasi  tanpa menggunakan  katalis.  Hal  ini  karena  katalis  disini berfungsi sebagai alat untuk mempercepat terjadinya suatu reaksi, yang mana pada proses karburasi katalis dapat  menghasilkan  gas  CO2  yang  berperan  penting dalam  menghasilkan  karbon  pada  proses  karburasi. Walapun dengan waktu  tunggu yang sama. Semakin banyak gas CO2 maka akan semakin banyak pula gas CO yang dihasilkan dan nantinya saat menempel pada baja  yang  panas  akan  terurai  menjadi  karbon. Sehingga  menghasilkan  baja  yang  lebih  keras  dari pada sebelumnya.

## 4. Kesimpulan
Penelitian  yang  telah  dilakukan  dalam    penggunaan katalis kalsium karbonat pada karburasi padat baja ST 37 didapatkan bahwa,nilai kekerasan raw material (baja ST 37) yaitu 47,9 HRB,nilai kekerasan baja ST 37 yang diberikan  proses  heat  treatment  dengan  temperature 900ºC  dan  dilakukan  proses  pendinginan  metode normalizing yaitu 47,5 HRB,nilai kekerasan baja ST 37 yang  diberikan  proses  heat  treatment  dengan temperature  900ºC  dan  dilakukan  proses  pendinginan metode  quenching  media  air  yaitu  49,05  HRB,nilai kekerasan baja ST 37 yang diberikan proses karburasi padat  tanpa  katalis  dan  dilakukan  proses  pendinginan metode  quenching  media  air  yaitu  48,2  HRB,nilai kekerasan baja ST 37 yang diberikan proses karburasi padat  dengan  katalis  kalsium  karbonat  dan  dilakukan proses pendinginan metode quenching media air yaitu 48,6 HRB,dengan katalis kalsium karbonat pada proses karburasi  dapat  meningkatkan  nilai  kekerasan  pada baja ST 37, dengan menggunakan metode pendinginan dengan cara berbeda pada logam baja ST 37 yang telah dilakukan  proses  heat  treatment  akan  mempengaruhi nilai  kekerasan  baja  ST  37  serta  adanya  waktu pendinginan juga berpengaruh pada kekerasan baja ST 37,  semakin  lama  pendinginan  maka  nilai  kekerasan baja ST 37 akan menurun

## Daftar Rujuka
[1]  M. Anhar, “PROSES KARBURASI PADA BAJA
KARBON RENDAH
DENGAN
MENGGUNAKAN  KARBON  ARANG  KAYU BELIAN  DAN  ARANG  KAYU  AKASIA,” INOVTEK POLBENG , vol. 9, no. 2, p. 190, Nov. 2019, doi: 10.35314/ip.v9i2.1001.
[2]  M. Iqbal  and  D.  Arisandi,  “ANALISIS KEKERASAN  DAN  STRUKTUR  MIKRO PADA BAJA KOMERSIL YANG MENDAPATKAN PROSES PACK CARBURIZING DENGAN ARANG
CANGKANG KELAPA SAWIT,” vol. 8, p. 11.
[3]  “Pengaruh  Media  Pendingin  Terhadap  Struktur Mikro,  Kekerasan  Dan  Laju  Korosi  Pada Hardening Baja Karbon Sedang.”
[4]  M.  Anhar,  “Pendinginan  Pengelasan  dengan Metode  SMAW  pada  Kekerasan  Baja  Karbon ST37 dengan Media Serbuk Semen Abu-Abu pada Beban Rockwell 100 kgf,” ROTASI , vol. 21, no. 3, p. 140, Aug. 2019, doi: 10.14710/rotasi.21.3.140- 146.
[5]  M.  Anhar  and  A.  Ruchiyat,  “Pendinginan Pengelasan  menggunakan  Metode  SMAW  pada Kekerasan  Baja  Karbon  ST3  dengan  Media Serbuk  Semen  Putih  dan  Beban  Rockwell 100kgf,” J.  Teknol.  Dan  Rekayasa  Manufaktur , vol.  2,  no.  2,  pp.  99–108,  Oct.  2020,  doi: 10.48182/jtrm.v2i2.66