## Urania

## Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir
Beranda jurnal: http://jurnal.batan.go.id/index.php/urania/

## EFEK NITROCARBURIZING PADA MATERIAL LOW CARBON STEEL TERHADAP KETAHANAN KOROSI DAN KEKERASAN
Fajar Al Afghani 1 , Erwan Hermawan 2 , Siti Shaleha 3
1 Pusat Riset Teknologi Daur Bahan Bakar Nuklir dan Limbah Radioaktif – BRIN Kawasan PUSPIPTEK Serpong Gd.20, Tangerang Selatan, Banten 15314 2 Direktorat Perumusan Kebijakan Riset, Teknologi, dan Inovasi – BRIN Gedung B.J. Habibie, Jl. M. H. Thamrin No.8, DKI Jakarta 10340 3 Pusat Riset Kecerdasan Artifisial dan Keamanan Siber – BRIN Kawasan PUSPIPTEK Serpong Gedung Teknologi 3, Tangerang Selatan, Banten 15314 faja020@brin.go.id
(Naskah diterima: 06 –01–2022, Naskah direvisi: 22–01–2022, Naskah disetujui: 01–02–2022)

## ABSTRAK
EFEK  NITROCARBURIZING  PADA  MATERIAL  LOW  CARBON  STEEL  TERHADAP KETAHANAN KOROSI DAN KEKERASAN . Penggunaan baja saat ini mengalami pertumbuhan yang  cukup  pesat.  Material  baja  karbon  rendah  banyak  digunakan  pada  fasilitas  di  Instalasi Radiometalurgi,  BATAN,  terutama  untuk  komponen  struktur  konveyor,  rantai,  gerigi  dan sebagainya. Penggunaannya yang semakin masif sehingga berbagai macam perkembangan pada material  baja  dilakukan.  Salah  satunya  adalah  dengan  meningkatkan  kualitas  baja  agar  dapat digunakan  dalam  jangka  waktu  yang  lama.  Salah  satu  metode  yang  dapat  digunakan  untuk meningkatkan  kualitas  baja  adalah  dengan  proses  nitrokarburasi.  Penelitian  ini  berfokus  pada pengaruh  proses nitrocarburizing terhadap  laju  korosi.  Proses nitrocarburizing dilakukan  pada beberapa sampel dengan temperatur yang berbeda dan gas yang sama. Peningkatan temperatur pada proses nitrocarburizing menghasilkan permukaan spesimen yang lebih keras. Peningkatan kekerasan  diperoleh  berdasarkan  perbedaan  temperatur  yang  meningkat  dari  192  HV  untuk sampel sebelum di nitrocarburizing menjadi 793 HV untuk sampel nitrocaburizing 450 ºC. Selain itu  ketahanan  korosi  meningkat  dengan  meningkatnya  temperatur nitrocarburizing. Proses nitrocarburizing menyebabkan difusi atom-atom C dan N sehingga membentuk compound layer, diffusion  layer ,  dan transition  layer yang  terdiri  dari  lapisan  ε-Fe 2 - 3 N,  γ’-  Fe 4 N,  Fe2(N,  C) 1-z menjadikan lapisan permukaan material menjadi keras dan resistan terhadap korosi.
Kata Kunci: Nitrocarburizing , korosi, kekerasan, low carbon steel.
Efek Nitrocarburizing Pada Material Low Carbon Steel Terhadap Ketahanan Korosi dan Kekerasan (Fajar Al Afghani, Erwan Hermawan, Siti Shaleha)
ABSTRACT EFFECT OF NITROCARBURIZING OF LOW CARBON STEEL ON CORROSION RESISTANCE AND HARDNESS. The use of steel is currently experiencing a fairly rapid growth. Low carbon steel is widely used in radiometallurgical installation, especially for structural components of conveyors, chains, gears and so on. Its use is increasingly massive so that various kinds of developments in steel materials have been carried out. One of them is to improve the quality of steel, so it can be used for a long time. One method that can be used to improve the quality of steel is nitrocarburizing process. This research focused on the effect of the nitrocarburizing process on corrosion rate. The nitrocarburizing  process  was  carried  out  on  several  samples  with  different  temperatures  but  the same gas. Increasing the temperature in the nitrocarburizing process resulted in harder specimen surface.  The  increase  in  hardness  was  obtained  based  on  the  temperature  difference  which increased  from  192  HV  for  the  sample  before  dinitrocarburizing  to  793  HV  for  the  450  ºC nitrocaburizing sample. In addition, corrosion resistance increases with increasing nitrocarburizing temperature.  The  nitrocarburizing  process  causes  the  diffusion  of  C  and  N  atoms  to  form  a compound  layer,  diffusion  layer,  and  transition  layer  consisting  of  a  layer  of ε-Fe 2-3 N, γ’-  Fe 4 N, Fe 2 (N, C)1-z, making the surface layer of the material become hard and resistant to corrosion.
Keywords: Nitrocarburizing, corrosion, hardness, low carbon steel.
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 28 No. 1 Tahun 2022) 11 – 20
Efek Nitrocarburizing Pada Material Low Carbon Steel Terhadap Ketahanan Korosi dan Kekerasan (Fajar Al Afghani, Erwan Hermawan, Siti Shaleha)

## PENDAHULUAN
Penggunaan  baja  didunia  meningkat secara drastis seiring dengan perkembangan industri otomotif. Berdasarkan laporan OECD, 2021 bahwa permintaan baja akan meningkat 2,7%  di  tahun  2022  dengan  total  volume mencapai 1.9 juta mt [1]. Material baja banyak digunakan secara luas di dunia industri karena sifatnya yang kuat, tidak mudah rapuh, tahan terhadap  korosi  dan  keausan  [2-4]  .  Fasilitas Instalasi Radiometalurgi menggunakan bahan Low  carbon steel pada  beberapa  component material  strukturnya.  Konveyor,  rantai,  gerigi dan  lain  sebagainya  menggunakan low carbon steel ( LCS ) sebagai base materialnya.
Penggunaannya  yang semakin masif banyak memunculkan berbagai pengembangan material  baja  dengan  tujuan  meningkatkan kualitas  baja,  sehingga  dapat  digunakan dalam jangka waktu yang lama.
Salah satu metode yang dapat digunakan  untuk  meningkatkan  kualitas material  baja  adalah  proses nitrocarburizing. Proses ini dapat digunakan untuk melakukan pengerasan permukaan dengan temperatur di bawah 592 o C[4]. Proses  yang terjadi adalah difusi  atom-atom  C  dan  N  sehingga membentuk compound  layer, diffusion  layer , dan transition layer yang terdiri dari lapisan ε- Fe 2 - 3 N,  γ’-Fe 4 N,  Fe2(N,  C) 1-z menjadikan lapisan  permukaan  material  menjadi  keras dan resistan terhadap korosi [5]. Guang Chen, dkk  telah  melakukan  penelitian  mengenai dampak nitrocarburizing terhadap  material AlSi H13, bahwa efek nitrocarburizing dengan menggunakan temperatur yang rendah dapat meningkatkan  ketahanan  korosi,  hal  ini dikarenakan adanya fase baru yang terbentuk[6].  Penelitian  lain  [7,10]  dengan menggunakan parameter yang berbeda-beda, yaitu  variasi  temperatur,  bahan,  dan  gas menghasilkan  kemampuan  ketahanan  korosi yang lebih baik.
Pada  penelitian  ini  dilakukan  proses nitrocarburizing terhadap material low carbon steel. Material ini banyak digunakan di industri nuklir  di  fasilitas  nuklir  terutama  di  BATAN, Indonesia  yang  menggunakan  material  ini sebagai bahan pendukung di fasilitas reaktor seperti  pipa  pendingin  sekunder, cooling tower,  valve, sistem  perpipaan,  dan  fasilitas radiometalurgi[11]. Modifikasi permukaan dilakukan  untuk  mengantisipasi  dampak kerusakan material yang ada di dalam hotcell. Sebelumnya telah dilakukan penelitian mengenai  proses nitrocarburizing terhadap
material low carbon steel untuk hotcell [12,13] . Namun  dalam  penelitian  tersebut  tidak membahas  mengenai  dampaknya  terhadap laju korosi. Pada penelitian ini bertujuan untuk melihat dampak proses nitrocarburizing terhadap  laju  korosi,  variasi  temperatur  pada proses nitrocarburizing memiliki  efek  yang berbeda-berda  terhadap  laju  korosi.  Dengan adanya  modifikasi  permukaan  ini  diharapkan mampu  menghasilkan  material  yang  lebih tahan  terhadap  korosi,  sehingga  umur  pakai material dapat lebih lama.

## METODOLOGI
Material yang digunakan dalam penelitian  ini  adalah  baja  karbon  rendah dengan komposisi karbon umumnya di bawah 0,3%[14].  Komposisi  baja  disajikan  pada Tabel 1.
Tabel 1.  Komposisi LCS yang  digunakan sebagai material substrat.
Unsur Konsentrasi (%) C 0.298 Si 0.18 Mn 0.568 P 0.009 S 0.013 Cu 0.007 Al 0.002 Cr 0.009 Mo <0.002 Ni <0.002 V <0.002
Baja  karbon  rendah  digunakan  untuk fasilitas  yang  ada  di  fasilitas  radiometalurgi, Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir, terutama untuk  fasilitas  hot  cell.  Contoh  baja  dimensi dipotong  menjadi  area  1  X  1  cm 2 dengan ketebalan  5  mm.  Permukaan  dipoles  secara metalografi  dengan  menggunakan  berbagai tingkat #80, #120, #500, #800, #1200, #2400 dan akhirnya dipoles ke tingkat hingga 3 µm. Sampel  yang  telah  dipoles,  selanjutnya dibersihkan menggunakan sabun dan instrumen  ultrasonik  sebelum  menjalankan proses nitrokarburasi.
Proses nitrocarburizing menggunakan mesin  nitriding  yang  dibuat  oleh  Pusat  Sains dan  Teknologi  Akselerator  (PSTA-BATAN) yang  telah  digunakan  untuk  beberapa kegiatan  penelitian  pengerasan  permukaan. variabel  yang  digunakan  adalah  temperatur
Efek Nitrocarburizing Pada Material Low Carbon Steel Terhadap Ketahanan Korosi dan Kekerasan (Fajar Al Afghani, Erwan Hermawan, Siti Shaleha)
proses nitrocarburizing .  Parameter  yang digunakan dalam penelitian adalah konsentrasi  gas  yang  digunakan  yaitu  50% Argon,  10%  C 2 H 2 dan  40%  Nitrogen,  Waktu yang  digunakan  konstan  selama  6  jam  dan tegangan  diatur  dari  300  V  ke  450  V  untuk mendapatkan temperatur yang berbeda  yaitu
300°C –450°C. Setelah proses nitrocarburizing dilakukan, dilanjutkan dengan evaluasi  kekerasan  dan  karakteristik  korosi material LCS sebelum dan sebelum nitrocarburizing pada temperatur yang berbeda. Pengujian kekerasan mikro dilakukan dengan menggunakan beban 50 g.
Penentuan karakteristik korosi menggunakan  metode  elektrokimia  dengan beberapa  analisis  yaitu  analisis  Open  Circuit Potensial (OCP), Electrochemical Impedance Spectroscopy  (EIS),  Potensiodinamik  dan Cyclic  Voltametry.  Analisis  OCP  adalah mengukur  potesial  antara  sampel  dengan larutan  3,5%  NaCl.  Pengujian  OCP  ini berlangsung  selama  10  menit.  Mekanisme korosi  dari  substrat LCS dan coating nitrocarburizing diinvestigasi  dengan  uji Electrochemical  Impedance  Spectroscopy (EIS)  dengan  memberikan  potensial  AC  ±5 mV dengan rentang frekuensi 0,1 hingga 10 5
Hz.  EIS  juga  digunakan  untuk  mempelajari karakteristik  ketahanan  korosi  melalu  model rangkaian  listrik  yang  equivalent  terhadap system  material low  carbon  steel di  dalam larutan 3,5% NaCl.
Selanjutnya pengujian laju korosi dengan analisis kurva potensiodinamik dimana  sampel  diberikan  tegangan  dengan scan  rate  5  mV/s,  lalu  rapat  arus  diukur. Persamaan  untuk  menentukan  laju  korosi dengan kurva potensiodinamik adalah sebagai berikut [15].
𝐶𝑅 = 𝑖 𝑛 × 𝐹 (1)
Dengan CR adalah laju korosi ( corrosion rate) dengan satuan mmpy, i adalah kerapatan arus yaitu arus yang mengalir per unit area bahan yang  sedang  diuji  korosi  dengan  satuan mol/m 2 .s, sedangkan n adalah jumlah electron yang terionisasi dari setiap atom logam yang sedang  terkorosi,  dan  F  adalah  tetapan faraday yang nilainya 96500 C/mol.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari  penelitian  ini  diperoleh  beberapa hasil pengujian. Tes dilakukan untuk mengetahui  karakteristik  material  setelah dilakukan  proses nitrocarburizing .  Berikut adalah  hasil  dari  pengujian  yang  telah dilakukan.

## a. Hasil Pengujian Kekerasan
Uji kekerasan dilakukan dengan menggunakan  metode  Vickers.  Gambar  1 adalah  kurva  hasil  uji  kekerasan  yang menunjukkan  bahwa  terjadi  peningkatan kekerasan permukaan material. Sampel yang tidak  diberi  perlakuan  adalah LCS yang memiliki  nilai  kekerasan  192  HV.  Setelah proses nitrocarburizing dilakukan  selama  6 jam  pada  temperatur  300 ℃ nilai  kekerasan meningkat    menjadi  443  HV,  sedangkan menggunakan  temperatur  350°C  dan  450°C nilai kekerasan menjadi 558 HV dan 793 HV. Proses yang terjadi adalah difusi atom-atom C dan N sehingga membentuk compound layer, diffusion layer , dan transition layer yang terdiri dari  lapisan  ε-Fe 2 - 3 N,  γ’-  Fe 4 N,  Fe2(N,  C) 1-z menjadikan  lapisan  permukaan  material menjadi keras dan resistan terhadap korosi[5]. Pada penelitian ini didapatkan nilai kekerasan yang lebih tinggi karena perbedaan temperatur yang digunakan jika dibandingkan dengan  penelitian  sebelumnya  [13].  Pada kondisi  temperatur  400 –500  ºC  kekerasan permukaan  material lebih optimal jika menggunakan argon.
Argon
dapat meningkatkan proses disosiasi dan kerapatan ion pada permukaan logam, bahkan penggunaan  argon  lebih  dari  70%  dapat semakin meningkatkan laju disosiasi ion yang berdifusi  ke  permukaan  logam  [16,17]. Penggunaan  nitrogen  tanpa  berasosiasi dengan  gas  lain  akan  sulit  mencapai  laju disosiasi yang tinggi, karena nitrogen memiliki energi  ikat  stabil  yang  cukup  tinggi  untuk meningkatkan  laju  disosiasi,  gas  lain  seperti argon  atau  hidrogen  dapat  digunakan  [4,18]. Peningkatan kekerasan mencapai 131% pada temperatur 450°C. Dibandingkan pada penelitian sebelumnya yang hanya meningkat sebesar  22%  dikarenakan  hanya  sampai temperatur  400°C  dalam  waktu  yang  lebih singkat.
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 28 No. 1 Tahun 2022) 11 – 20
Efek Nitrocarburizing Pada Material Low Carbon Steel Terhadap Ketahanan Korosi dan Kekerasan (Fajar Al Afghani, Erwan Hermawan, Siti Shaleha)
Gambar 1. Kurva  nilai  kekerasan low  carbon steel
blanko dan
coating nitrocarburizing dengan  variasi temperatur
b. Hasil  Pengujian  Open  Circuit  Potensial (OCP)
Hasil pengukuran OCP blanko LCS dan LCS hasil  proses nitrocarburizing pada temperatur berbeda ditunjukkan pada Gambar 2.  Perlakuan nitrocarburizing meningkatkan potensial  korosi LCS menjadi  lebih  positif dibanding  dengan  yang  tidak  diberikan perlakuan nitrocarburizing .  Semakin  tinggi temperatur pada proses nitrocarburizing maka akan semakin meningkatkan nilai OCP untuk LCS .
Gambar 2. Kurva OCP pada LCS setelah proses nitrocarburizing pada temperatur berbeda.
Hal tersebut mengindikasikan bahwa peningkatan temperatur pada proses nitrocarburizing akan  membuat  reaksi  korosi pada LCS terjadi  pada  potensial  lebih  tinggi atau dapat dikatakan lebih sulit terjadi korosi. Beberapa  penelitian  melaporkan  hal  yang sama  bahwa  perlakuan  korosi  menjadikan baja  karbon  lebih  sulit  terjadi  reaksi  korosi [10,18 –20].  Hal  tersebut  disebabkan  oleh
lapisan nitrocarburizing yang  semakin  tebal dengan meningkatnya temperatur saat proses nitrocarburizing .Lapisan  tebal  tersebut  akan menghambat  reaksi  korosi  antara  substrat
LCS dengan kation [21].
c.  Hasil Pengujian Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) Gambar  3  menunjukkan  kurva  Nyquist sampel  substrat  dan  terlapisi nitrocarburizing dengan variasi  temperatur.  Gambar  3 menunjukkan  seluruh  sampel  menghasilkan loop  setengah  lingkaran  yang  menunjukan fenomena  kapasitif.  Untuk loop kapasitif  dari coating  nitrocarburizing variasi  temperatur memiliki  ukuran  yang  jauh  lebih  besar dibandingkan substrat dan semakin membesar  ketika  temperatur nitrocarburizing yang diterapkan semakin besar, yang artinya semakin  tahan  terhadap  korosi.  Peningkatan ketahanan
korosi LCS
dengan nitrocarburizing juga dilaporkan oleh beberapa penelitian [10,18,20,22]. Hal tersebut dikarenakan lapisan Fe 3 N mencegah reaksi  korosi  antara  logam  substrat LCS dengan lingkungannya [13].
Gambar  3.  Kurva  Nyquist LCS blanko  dan coating  nitrocarburizing variasi temperatur
Gambar 4 adalah kurva bode magnitude  (penguatan)  impedansi  yang memberikan  info  mengenai  impedansi  total antara  real  dan  imajiner  terhadap  frekuensi yang  diterapkan.  Semakin  tinggi    temperatur nitrocarburizing yang  diterapkan,  semakin tinggi impedansi total yang diperoleh, terutama pada frekuensi rendah ke menengah untuk ketiga variasi temperatur nitrocarburizing . Hal tersebut
mengindikasikan
bahwa parameter
temperatur nitrocarburizing mempengaruhi
Efek Nitrocarburizing Pada Material Low Carbon Steel Terhadap Ketahanan Korosi dan Kekerasan (Fajar Al Afghani, Erwan Hermawan, Siti Shaleha)
nilai  penguatan  resistansi  korosi LCS . Temperatur yang tinggi pada proses nitrocarburizing akan  meningkatkan  laju pertumbuhan  lapisan  Fe 3 N  sehingga  lapisan yang lebih tebal akan lebih tinggi peningkatan ketahanan korosinya [23].
Gambar 4. Kurva bode magnitude LCS blanko dan nitrocarburizing
variasi temperatur.
Gambar  5  adalah  kurva  bode  sudut fasa yang menunjukan sudut antara data-data pada  kurva  nyquist  dengan  sumbu  Zre  =  0, yang menunjukan sifat kapasitif/induktif setiap frekuensi,  jika  berada  di  antara  sudut 0 < θ ≤ -90° maka sifat lapisan pada frekuensi tersebut semakin kapasitif dan jika berada di antara  sudut  0  <  θ  ≤  90°  maka  semakin induktif.
Gambar 5. Kurva  bode  phase  angle LCS blanko dan nitrocarburizing variasi temperatur
Dapat  dilihat  bahwa  pada  substrat LCS terdapat puncak di antara sudut 0° hingga 40° pada  frekuensi  rendah,  yang  menunjukan adanya  sifat  induktif  atau  peristiwa  korosi. Berbeda halnya dengan coating
nitrocarburizing yang  memiliki  sudut  fasa  di antara  0°  hingga  -80°  yaitu  setiap  lapisan bersifat  kapasitif  terutama  pada  frekuensi menengah  dan  terus  meningkat  ketika temperatur nitrocarburizing yang  diterapkan meningkat,  artinya  mengonfirmasi  adanya penebalan lapisan.
Fitting dari  ketiga  kurva  tersebut dimodelkan  dengan  rangakain  RLC  yang terdapat  pada  Gambar  6  (a)  untuk  substrat LCS dan Gambar 6 (b) untuk nitrocarburizing LCS .  Di  seluruh    sampel  terdapat  resistansi larutan  Rs  ,  Cct  dan  Rct  sebagai  kapasitor terdepresi  dan resistansi lapisan terluar/outer frekuensi tinggi yang menahan ion-ion larutan korosif berpenetrasi, Ccoat dan Rcoat sebagai kapasitor  terdepresi  dan  resistansi  lapisan dalam/inner  frekuensi  rendah  yang  menahan fenomena  transfer  muatan  antara  substrat dan larutan yang menembus coating . Nilai dari tiap komponen tersebut terdapat di Tabel 2.
(a)
(b)
Gambar 6. Rangkaian  listrik  ekuivalen LCS Blanko (a); dan coating nitrocarburizing variasi temperatur (b)
Berdasarkan  Tabel  2,  semakin  tinggi rapat  arus  PEO  yang  diterapkan,  semakin tinggi  resistansi  polarisasinya.  Nilai  Cct  dan Ccoat  pada coating  nitrocarburizing variasi temperatur nilainya semakin berkurang ketika temperature nitrocarburizing bertambah, yang artinya  impedansi  kapasitif  lapisan  luar  dan dalam semakin baik, karena 1/ 𝑋𝑐 = 𝑗𝜔 .
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 28 No. 1 Tahun 2022) 11 – 20
Efek Nitrocarburizing Pada Material Low Carbon Steel Terhadap Ketahanan Korosi dan Kekerasan (Fajar Al Afghani, Erwan Hermawan, Siti Shaleha)
Tabel 2.  Parameter fitting rangkaian ekuivalen LCS Blanko  dan nitrocarburizing variasi temperatur
Parameter LCS Blanko Temperatur Nitrocarburizing (˚C) 300 350 450 RS (Ω.cm -2 ) 4,5 x 10 -3 5 x 10 -3 5,5 x 10 -3 5,4 x 10 -3 R ct (Ω.cm -2 ) 671 673 746 798 Cct (S*s a .cm -2 ) 1,2 x 10 -3 0,5 x 10 -3 0,5 x 10 -3 0,2 x 10 -3 R coat (Ω.cm -2 ) - 835 973 2057 C coat (S*s a .cm -2 ) - 1,1 x 10 -5 5,3 x 10 -6 0,2 x 10 -6 a ct 0,7 0,7 0,7 0,7 a coating - 0,9 0,7 0,9 Goodness of fit (χ²) 0,2 x 10 -3 0,5 x 10 -3 0,7 x 10 -3 2,1 x 10 -3
d. Hasil Pengujian Potensiodinamik
Karakteristik laju korosi coating nitrocarburizing dievaluasi dengan uji Potentiodynamic Polarization (PDP). Gambar 7 menunjukan kurva PDP coating nitrocarburizing variasi  temperatur.  Nilai potensial korosi dan arus korosi ditampilkan di Tabel 3. Dapat  dilihat bahwa kurva PDP dari coating  nitrocarburizing semakin  tergeser  ke nilai  arus  dan  potensial  yang  lebih  rendah ketika  temperatur nitrocarburizing semakin tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa ketahanan korosi LCS meningkat,  karena  dipengaruhi oleh  ketebalan  yang  meningkat  ketika temperatur nitrocarburizing bertambah  dan pori-pori yang persentasenya semakin berkurang.  Persentase  pori  yang  sedikit tersebut  mencegah  ion  korosif  berpenetrasi kedalam  substrat.  Nilai  rapat  arus  korosi sampel tercoating semakin  kecil/negatif hingga  mencapai  6,03  ×  10 -6 A.cm -2 untuk coating nitrocarburizing 450 ˚C, yaitu 1 orde di  bawah  nilai  rapat  arus  korosi  blanko LCS . Selain itu, kurva PDP dari coating nitrocarburizing semakin  tergeser  ke  atas ketika  temperatur nitrocarburizing semakin besar.  Nilai  Ecorr  yang  semakin  positif menunjukan ketahanan korosi yang lebih baik. Kandungan  Fe  di  dalam  coating  berperan menggeser  potensial  korosi  ke  arah  negatif.
Fe memiliki potensial yang rendah yaitu -0,44 sampai -0,610 V terhadap standard hydrogen electrode  (SHE)[24]  sehingga  ketika  coating terpapar  larutan  korosif  maka  Na  di  dalam coating akan terkorosi terlebih dahulu secara selektif.  Penurunan  nilai  potensial  korosi coating  nitrocarburizing yang  ditumbuhkan telah dilaporkan sebelumnya [12], [13].
Gambar 7. Kurva potensiodinamik polarizations LCS substrat  dan coating  nitrocarburizing variasi temperatur  dalam  larutan  0,1  M HCl.
Tabel 3 . Parameter hasil uji potensiodinamik LCS sebelum dan sesudah nitrocarburizing
Parameter Blanko Low carbon steel Nitrocarburizing (NC) NC 300˚C NC 350˚C NC 450˚C Beta A (V/decade) 0,10 0,09 0,09 0,07 Beta C (V/decade) 0,28 0,33 0,11 0,16 i corr (µA/cm 2 ) 32,7 16,5 7,49 6,03 E corr (mV) -599 -642 -659 -518 CR (mpy) 18,78 13,9 6,862 2,657 Chi square 6,677 10,5 3,615 4,843
Efek Nitrocarburizing Pada Material Low Carbon Steel Terhadap
Ketahanan Korosi dan Kekerasan
(Fajar Al Afghani, Erwan Hermawan, Siti Shaleha)

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian,  nilai kekerasan  diperoleh  dengan  melakukan pengerasan pada permukaan
LCS . Peningkatan temperatur pada proses nitrocarburizing dengan menggunakan temperatur  300 –  450  ºC  menghasilkan spesimen  yang  lebih  keras.  Kekerasan  yang diperoleh  131%  hingga  313%  dari  nilai kekerasan  awal.  Jika  dibandingkan  dengan penelitian sebelumnya, peningkatan temperatur pada kisaran 350 – 450 ºC hanya memberikan peningkatan nilai kekerasan 22% karena  menggunakan  argon  pada  proses nitrocarburizing . Ketahanan korosi meningkat seiring dengan peningkatan temperatur nitrocarburizing . Peningkatan ketahanan korosi  dipengaruhi  oleh  sifat  lapisan  Fe 3 N yang lebih kapasitif sehingga membrikan nilai impedansi yang besar.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  kepada  Kepala  Pusat Riset Teknologi Daur Bahan Bakar Nuklir dan Kepala  Pusat  Riset  Teknologi  Akselerator yang telah memfasilitasi penelitian ini. Ucapan terima  kasih  juga  kami  ucapkan  kepada  staf uji radiometalurgi yang telah membantu dalam penelitian.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] OECD Steel Commitee Meeting, “Steel
Demand Outlook 2021- 2022,”
Brussels, 2021.
[2] S.  Illescas,  J.  Fernández,  J.  Asensio, M. Sánchez-Soto, and J. M. Guilemany,  “Study  of  the  mechanical properties of low carbon content HSLA steels,” Rev. Metal. , vol. 45, no. 6, pp. 424 –431,
2009, doi:
10.3989/revmetalm.0902.
[3] P.  Podany and M. Balcar,  “Properties of  low  carbon  steel  with  various microalloying additions after particular thermomechanical processing,” Mater. Sci.  Technol.  Conf.  Exhib.  2011,  MS T’11 , vol. 1, pp. 735 –742, 2011.
[4] W.  Chen et  al. ,  “The  thermal  process for  hardening  the  nitrocarburized layers  of  a  low- carbon  steel,” Scr. Mater. , vol. 210, p. 114467, 2022, doi: 10.1016/j.scriptamat.2021.114467.
[5] M.  A.  J.  Somers,  “Nitriding  and nitrocarburizing:  Status  and  future challenges,” Proc.  Heat  Treat.  Surf. Eng. HTSE 2013 , pp. 69 –84, 2013.
[6] G. Chen, J. Wang, H. Fan, D. Wang, X. Li,  and  H.  Dong,  “Combat  molten aluminum  corrosion  of  AISI  H13  steel by
low-temperature
liquid nitrocarburizing, ” J.  Alloys  Compd. , vol.  776,  pp.  702 –711,  2019,  doi: 10.1016/j.jallcom.2018.10.298.
[7] H. Zhao, L. Duan, G. Chen, H. Fan, J. Wang,  and  C.  Zhou,  “High  corrosion resistance performance of 304
stainless steel after liquid nitrocarburization,” Compos.  Part  B Eng. , vol. 155, pp. 173 –177, 2018, doi: 10.1016/j.compositesb.2018.07.062.
[8] P.  Cisquini,  S.  V.  Ramos,  P.  R.  P. Viana, V. D. F. C. Lins,  A. R. Franco, and  E.  A.  Vieira,  “Effect  of  the roughness produced by plasma nitrocarburizing
on corrosion resistance  of  AISI  304  austenitic stainless  steel,” J. Mater.  Res.
Technol. , vol. 8, no. 2, pp. 1897 –1906, 2019, doi: 10.1016/j.jmrt.2019.01.006.
[9] J.  Alphonsa,  V.  S.  Raja,  and  S. Mukherjee,  “Study  of  plasma  nitriding and nitrocarburizing for higher corrosion  resistance  and  hardness  of 2205  duplex  stainless  steel,” Corros. Sci. , vol. 100, pp. 121 –132, 2015, doi: 10.1016/j.corsci.2015.07.014.
[10] E. Boztepe, A. C. Alves, E. Ariza, L. A. Rocha, N. Cansever, and F. Toptan, “A comparative investigation of the corrosion and tribocorrosion behaviour of nitrocarburized, gas nitrided, fluidized-bed  nitrided,  and  plasma nitrided  plastic  mould  steel,” Surf.
Coatings
Technol. , vol. 334, pp. 116 –123, 2018, doi: 10.1016/j.surfcoat.2017.11.033.
[11] S.  Sriyono et al. , “the Debris particles analysis  of  RSG-GAS  coolant  to anticipate sediment induced c orrosion,” J.  Pengemb.  Energi  Nukl. , vol.  18,  no.  1,  p.  11,  2016,  doi: 10.17146/jpen.2016.18.1.2675.
[12] S.  Chotijah,  “Studi surface  hardening pada bahan roda gigi buatan Indonesia dengan  menggunakan  DC-plasma nitrocarburizing ,” Risal. Fis. , vol. 1, no.
2, pp. 53 –58, 2017, doi: 10.35895/rf.v1i2.72.
[13] E.  Hermawan,  U.  Sudjadi,  and  M.  K. Ajiriyanto,  “Effect  of  nitrocarburizing and  argon  admixing  on  low  carbon steel for component facility in
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 28 No. 1 Tahun 2022) 11 – 20
Efek Nitrocarburizing Pada Material Low Carbon Steel Terhadap Ketahanan Korosi dan Kekerasan (Fajar Al Afghani, Erwan Hermawan, Siti Shaleha)
radiometallurgical installation,” vol. 31, no. 4, pp. 1 –7, 2021, doi: 10.14456/jmmm.2021.xx.
[14] G. Liu, J. Liu, J. Zhang, M. Zhang, and Y. Feng, “Microstructure evolution and mechanical  properties  of  medium carbon  martensitic  steel  during  warm rolling and annealing process,” Materials  (Basel). ,  vol.  14,  no.  22, 2021, doi: 10.3390/ma14226900.
[15] A. H. Kandil, A. A. F. Waheed, and H. M.  T.  Tawfik,  “Water  chemistry  effect on  corrosion  of  nuclear  fuel  cladding material  zircaloy-4  (Zr- 4),” Int  J  Adv Res , vol. 2, no. 4, pp. 149 –162, 2014.
[16] M. Naeem et  al. , “The effect of argon admixing  on  nitriding  of  plain  carbon steel  in  N2  and  N2- H2  plasma,” Surf.
Coatings Technol. , vol. 350, pp. 48 –56, 2018, doi:
10.1016/j.surfcoat.2018.07.004.
[17] P.  G.  Reyes,  C.  Torres,  and  H. Martínez,  “Electron  temperature  and ion  density  measurements  in  a  glow discharge of an Ar- N2 mixture,” Radiat. Eff. Defects Solids , vol. 169, no. 4, pp. 285 –292, 2014, doi:
10.1080/10420150.2013.860975.
[18] T. Borowski, “Enhancing the corrosion resistance  of  austenitic  steel  using active  screen  plasma  nitriding  and nitrocarburising,” Materials  (Basel). , vol. 14, no. 12, 2021, doi: 10.3390/ma14123320.
[19] S. Y. Lu, K. F. Yao, Y. B. Chen, M. H. Wang, Y. Shao, and X. Y. Ge, “Effects of  austenitizing  temperature  on  the microstructure  and  electrochemical behavior  of  a  martensitic  stainless
steel,” J.  Appl.  Electrochem. ,  vol.  45, no.  4,  pp.  375 –383,  2015,  doi: 10.1007/s10800-015-0796-1.
[20] S.  S.  Deshpande,  P.  P.  Deshpande, and  M.  J.  Rathod,  “Effect  of  gas nitrocarburizing  post  oxidation  on electrochemical  behaviour  of  AISI 4140 steel in neutral medium,” Mater.
Today Proc. , 2021, doi:
10.1016/j.matpr.2021.09.332.
[21] A. S. Azar, A. Lekatou, M. F. Sunding, J.  S.  Graff,  N.  Tzima,  and  S.  Diplas, “Corrosion performance and degradation  mechanism  of  a  bi- metallic aluminum structure processed by  wire- arc  additive  manufacturing,” npj  Mater.  Degrad. ,  vol.  5,  no.  1,  pp.
1 –15, 2021, doi: 10.1038/s41529-021- 00175-4.
[22] K.  Abbas,  R.  Ahmad,  I.  A.  Khan,  S. Saleem,  and  U.  Ikhlaq,  “Influence  of argon  gas  concentration  in  N 2 -Ar plasma  for  the  nitridation  of  Si  in abnormal  glow  d ischarge,” Int.  J. Chem.  Mol. Nucl.  Mater.  Metall.  Eng. ,
2016.
[23] L.  Jiang,  H.  Luo,  and  C.  Zhao, “Nitrocarburising of AISI 316 stainless steel  at  low  temperature,” Surf.  Eng. , vol. 34, no. 3, pp. 205 –210, 2018, doi: 10.1080/02670844.2016.1253268.
[24] M. H. Yusoff et al. , “An Electrochemical evaluation  of  synthesized  coumarin- azo  dyes  as  potential  corrosion inhibitors  for  mild  steel  in  1M  HCl m edium,” Int. J. Electrochem. Sci. , vol. 15,  pp.  11742 –11756,  2020,  doi: 10.20964/2020.12.43.
Efek Nitrocarburizing Pada Material Low Carbon Steel Terhadap Ketahanan Korosi dan Kekerasan (Fajar Al Afghani, Erwan Hermawan, Siti Shaleha)

## HALAMAN INI DIBIARKAN KOSONG