page 81-94

## PENGARUH HOLDING TIME  DAN MEDIA PENDINGIN PADA
CARBURIZINGMATERIAL SUS 630 TERHADAP NILAI KEKERASAN

## DAN STRUKUR MIKRO
Fittonia Aditya Fikara 1) , Rudi Siswanto 2) 1,2 Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat Jl. Akhmad Yani Km. 36 Banjarbaru, Kalimantan Selatan 700714 Telp. 0511-4773858 Email: fittonia.aditya1@gmil.com

## Abstract
Stainless  steel  is  material  that  mostly  used  in  chemical  industry  because  of  its excellence in corrosion resistance, in addition to corrosion resistance, hardness on the surface of the material it is also be considered, to meet these needs material engineering is  carried  out,  which  is  surface  hardening.  Carburizing  is  one  method  to  harden  the surface. This study aims to determine the effect of holding time and cooling (water, air, and  oil)  on  carburizing  SUS  630  stainless  steel  to  hardness,  microstructure,  and diffusion  depth.  The  material  used  is  SUS  630  stainless  steel,  with  carbon  content 0.02%. The heating process at temperature 1020°C with holding time 1 hour, 2 hours, 3 hours, 4 hours and 5 hours then cooled to water, oil and air cooling. Test results show; 1) the longer holding time the value of hardnesswill increases. The maximum hardness value is at 5 hours holding time are 76HRN(water), 71.4HRN(air), and 78.2HRN(oil); 2) the occurrence of micro structure transformation due to holding time and cooling. The microstructure formed is structure of ferrite, perlite and martensite; 3) the longer holding time, the diffusion depth will increases. The maximum diffusion depth value is 5 hours holding time are 7.55ɥm(water), 10.42ɥm(air), and 9.98ɥm(oil).
Keywords : Carburizing, Diffusion, Holding Time, Hardness, Microstructure.

## PENDAHULUAN
Baja adalah salah satu material yang banyak digunakan dunia industri, salah satunya adalah  baja stainlees  steel .  Penggunaan  baja stainless  steel dapat  di  sesuaikan  dengan kebutuhan  sesuai  dengan  sifat  material  yang  di  perlukan  karena  memiliki  sifat  dan karakter yang berbeda-beda. Baja stainless steel biasanya memiliki komposisi beberapa unsur paduan. Unsur yang paling berpengaruh dan paling dominan pada baja stainless steel adalah unsur chromium . Unsur chromium berpengaruh terhadap ketahan korosi dari lingkungan  kerja,  selain  itu stainless  steel mempunyai  lapisan  oksida  stabil  pada permukaannya sehingga memiliki resistansi terhadap pengaruh oksigen. Lapisan oksida ini memiliki sifat self-healing sehingga tetap utuh meskipun permukaan benda dipotong atau  dirusak.  Keunggulan  dalam  ketahanan  korosi  tersebut  membuat  banyak  industri kimia  menggunakannya.  Selain  ketahanan  korosi  kekerasan  material  khususnya  pada permukaan  juga  merupakan  hal  penting  yang  harus  di  perhatikan,  untuk  memenuhi kebutuhan tersebut dilakukan rekayasa material, salah satunya adalah pengerasan pada permukaan ( surface hardening ).Material SUS 630 termasuk baja stainless steel yang
sering digunakan pada industri kimia, SUS 630 memiliki kadar karbon rendah dengan paduan chromium tinggi, sehingga salah satu cara untuk meningkatkan kekerasannya adalah  dengan  menggunakan  metode packcarburizing yang  merupakan  metode rekayasa material yang berguna untuk meningkatkan jumlah kandungan karbon pada baja. Berdasarkan kondisi diatas maka penulis mengangkat judul tentang ‘‘Pengaruh Holding  time dan  Media  Pendingin  pada Carburizing Material  SUS  630  Terhadap Nilai Kekerasan dan Strukur Mikro”

## Stainless steel
Baja tahan karat ( stainless steel ) adalah paduan berbasis besi yang mengandung minimum  sekitar  11%  Cr,  ini  adalah  jumlah  yang  dibutuhkan  untuk  mencegah pembentukan  karat  di  atmosfer  yang  tidak  tercemar. Stainless  steel mencapai karakteristik tahan karatnya melalui pembentukan lapisan permukaan oksida yang kaya akan kromium yang tidak terlihat,  lapisan oksida ini bersifat  self healing.Baja tahan karat dapat dibagi menjadi lima kategori yaitu: feritik, martensitik, austenitik, dupleks dan precipitation hardening .

## Feritic Stainless Steel
FeriticStainless  steel memiliki  struktur  kristal  (BCC).  Paduan  ini  tidak memungkinkan  untuk  dikeraskan  dengan heat  treatment .  Baja  tahan  karat  feritik mengandung 11 dan 30% Cr, dengan hanya sedikit unsur pembentuk austenit, seperti karbon, nitrogen, dan nikel, pengaplikasiannya umumnya tergantung pada kandungan kromiumnya.  Paduan  kromium  rendah  memiliki  ketahanan  terhadap  korosi  dan oksidasi  yang  baik  dan  mudah  dibuat  dengan  biaya  rendah,  sedangkan  paduan kromium  tinggi  (19-30%)  digunakan  pada  aplikasi  yang  membutuhkan  ketahanan korosi dan oksidasi tingkat tinggi.

## Austenitic Stainless Steels
Austenitic stainless steels merupakan kategori baja tahan karat terbesar dalam hal jumlah  paduan  dan  penggunaan.  Paduan  austenitik  bersifat  nonmagnetik  dan strukturnya  face-centered-cubic  (FCC).  Austenitic stainless  steel s  ini  mengandung setidaknya 16% kromium dan 6% nikel. Unsur-unsur lain dapat ditambahkan seperti molibdenum,  titanium  atau  tembaga,  untuk  memodifikasi  atau  meningkatkan  sifat- sifatnya  sehingga  cocok  untuk  banyak  aplikasi  penting  yang  melibatkan  suhu  tinggi serta ketahanan terhadap korosi.

## Martensitic Stainless Steels
Martensitic  Stainless  Steels mirip  dengan  paduan  besi-karbon austenite karena dapat dikeraskan dengan pendinginan dan tempering untuk meningkatkan keuletan dan ketangguhan.  Paduan  ini  bersifat  magnetis  dan  strukturnya  adalah  tetragonal  yang berpusat  pada  tubuh  (BCT).  Kekuatan  yang  diperoleh  dengan  perlakuan  panas tergantung  pada  kandungan  karbon  dari  paduan  tersebut.  Meningkatkan  kandungan karbon meningkatkan kekuatan tetapi mengurangi keuletan dan ketangguhan.

## DuplexStainless Steels
Duplex  stainless  steels adalah  paduan  kromium-nikel-molibdenum  yang seimbang mengandung campuran austenite dan ferite . Struktur dupleks menghasilkan peningkatan  ketahanan  retak-korosi  tegangan  dibandingkan  dengan stainless  steel austenitic, ketangguhan dan duktilitas yang lebih baik dibanding dengan stainless steel feritik. Selain itu baja dupleks memiliki ketahanan korosi umum yang sama atau lebih baik dari seri  304 dan 316.

## Precipitation HardeningStainless Steels
Baja tahan karat - hardenable (PH) stainless steel adalah baja stainless dengan kadar  kromium-nikel  yang  dapat  diperkeras  dengan  perlakuan  penuaan.  Baja  PH dikembangkan  untuk  memenuhi  kebutuhan  akan  kekuatan  dan  ketangguhan  tinggi sambil  mempertahankan  ketahanan  korosi  yang  baik. Stainless  steel PH  mempunyai kekuatan dan ketangguhan tinggi melalui penambahan aluminium, titanium, niobium, vanadium,  dan  /  atau  nitrogen,  yang  membentuk  endapan  selama  perlakuan  panas penuaan. Ada dua jenis utama baja tahan karat PH: semi-austenit dan martensit.

## SUS 630
Material SUS 630 termasuk dalam kelompok material precipitation hardening . Ada lima material serupa dengan seri 600, yaitu 631, 632, 633, 634, dan 660. Sebagian besar  material  prepitation  hardening  dapat  dikeraskan  hingga  44  HRC  dan  sangat sering  bisa  lebih  tinggi,  tetapi  tidak  menggunakan  teknik quench-hardening konvensional yang digunakan untuk mencapai fasa martensit. Teknik pengerasan untuk material  presipitasi  hardening  lebih    seperti  yang  diaplikasikan  pada  logam non- ferrous .  Pendekatan  umum  yang  dapat  dilakukan  adalah  dengan  memanaskan  pada suhu  tinggi,  mendinginkan  dengan  cepat,  kemudian  aging  (penuaan)  dengan memanaskan  pada  suhu  menengah.  Namun,  ada  perbedaan  dalam  teknik  untuk berbagai  grade  material.  (Harry  Chandler).  Martensitic  tipe  630  menggabungkan kekuatan  dan  kekerasan  tinggi  dengan  ketahanan  terhadap  korosi  yang  baik.  Dapat diperkeras  dengan  satu  perlakuan  panas  suhu  rendah  yang  secara  virtual menghilangkan penskalaan dan distorsi.

## Tabel 1. Chemical properties SUS 630
Symbol of Grade C Si Mn P S Ni Cr Cu Others SUS 630 0.07 max 1.0 max 1.0 max 0.04 max 0.03 max 3.0 to 5.0 15.0 to 17.5 3.0 to 5.0 Nb 0.15 to 0.45 SUS 631 0.09 max 1.0 max 1.0 max 0.04 max 0.03 max 6.5 to 7.75 16.0 to 18.0 - Al 0.75 to 1.50 Solusi Heat Treatment
Untuk  grade  630  dan  untuk  sebagian  besar  grade precipitation  hardening lainnya,  sifat  akhir  dapat  agak  berbeda  dengan  variasi  dalam  suhu  penuaan  ( aging ). Namun, perlakuan berikut ini paling sering digunakan:
1. Perlakukan  dengan  memanaskan  pada  1875°F  hingga  1925°F  (1025  hingga 1050°C).
2. Quenching dengan oli hingga temperatur kamar.
3. Aging pada  900°F  (480°C)  selama  1  jam  dan  udara  dingin  (dikenal  sebagai kondisi H900).

## PackCarburizing
Pack  carburizing adalah  proses  di  mana  karbon  monoksida  yang  berasal  dari senyawa padat terurai di permukaan logam menjadi karbon baru dan karbon dioksida. Karbon yang baru lahir diserap ke dalam logam, dan karbon dioksida segera bereaksi dengan bahan karbon yang ada dalam senyawa karburisasi padat untuk menghasilkan karbon  monoksida  segar.  Pembentukan  karbon  monoksida  ditingkatkan  oleh energizers atau katalis, seperti barium carbonat (BaCO 3 ), calcium carbonat (CaCO 3 ), calium  karbonat (K2CO 3 ),  dan natrium  carbonat (Na2CO 3 ),  yang  hadir  dalam senyawa karburisasi. Energizer ini karbon dioksida dengan karbon untuk membentuk karbon  monoksida.  Jadi,  dalam  sistem  tertutup,  jumlah energizer tidak  berubah. Karburisasi terus berlanjut selama ada cukup karbon untuk bereaksi dengan kelebihan karbon dioksida.

## Quenching
Quenching mengacu  pada  proses  pendinginan  bagian  logam  yang  cepat  dari austenitizing atau  larutan  pengolah  suhu,  biasanya  dari  kisaran  815  hingga  870°C (1500  hingga  1600°F)  untuk  baja.  Baja  tahan  karat  dan  baja  paduan  tinggi  dapat didinginkan  untuk  meminimalkan  keberadaan  batas  karbida  butir  atau  untuk meningkatkan  distribusi  ferit  tetapi  sebagian  besar  baja  termasuk  karbon,  paduan rendah, dan baja perkakas,  didinginkan  untuk  menghasilkan jumlah martensit dalam struktur  mikro  yang  terkontrol.  Pengerasan  yang  sukses  biasanya  berarti  mencapai mikrostruktur  yang  dibutuhkan,  kekerasan,  kekuatan,  atau  ketangguhan  sambil meminimalkan  tegangan  sisa,  distorsi,  dan  kemungkinan  retak.  Pemilihan  media quenchant tergantung pada pengerasan paduan tertentu, ketebalan bagian dan bentuk yang  terlibat,  dan  laju  pendinginan  yang  diperlukan  untuk  mencapai  mikrostruktur yang diinginkan. Media quenchant yang paling umum adalah cairan atau gas . Liquid quenchants yang biasa digunakan meliputi oli, air, air garam, dan lain sebagainya

## Difusi
Difusi adalah migrasi bertahap atom dari satu kisi ke kisi lainnya. Faktanya, atom  dalam  bahan  padat  berada  dalam  gerakan  konstan,  posisi  dapat  berubah dengan cepat. Agar atom dapat bergerak atau berdifusi seperti itu, ada dua syarat yang harus dipenuhi yaitu harus ada sisi atau ruang yang kosong, dan atom harus memiliki energi untuk memutuskan ikatan dengan atom lainnya.Pada suhu tertentu beberapa fraksi kecil dari jumlah atom mampu berdifusi berdasarkan besarnya dari
energi getaran yang mereka timbulkan. Fraksi ini meningkat dengan meningkatnya suhu, difusi dapat diklasifikasikan menjadi 2 yaitu :

## Difusi Vacancy
Difusi  vacancy  merupakan  mekanisme  melibatkan  pertukaran  atom  dari posisi  kisi  normal  ke  lokasi  atau  kekosongan  kisi  kosong  yang  berdekatan, mekanisme ini secara tepat disebut difusi kekosongan.

## Difusi Interstitial
Difusi Interstitial merupakan tipe difusi yang melibatkan atom dimana atom tersebut    bermigrasi  dari  posisi  interstitial  ke  posisi  bersebelahan  yang kosong.Pada kebanyakan paduan logam, difusi interstitial terjadi jauh lebih cepat daripada difusi vacancy , karena atom interstitial lebih kecil dan dengan demikian lebih mobile .

## METODE PENELITIAN
Diagram  alir  penelitian  dapat  dilihat  pada  Gambar1.  Dimana  pada  diagram menjelaskan proses  atau tahapan penelitian dari awal sampai akhir, tahapan tersebut diuraikan sebagai berikut :
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
Persiapan Penelitian
Bertujuan  untuk  mempersiapkan  segala  perlengkapan  yang  dibutuhkan  untuk melakukan penelitian mulai dari bahan sampai peralatan yang akan digunakan.

## Pembuatan Spesimen
Spesimen  dibuat  dengan  ukuran  yang  sama,  spesimen  berbentuk  ¼  lingkaran dengan jari-jari lingkaran ±2,5 cm dan tebal ±0,6 cm.

## Pembuatan Kotak Carburizing
Pembuatan  kotak carburizing dengan  konstruksi  kotak  berbentuk  persegi panjang dengan dimensi 9,5 cm x 10 cm x 4,5 cm.

## Proses Pemanasan Spesimen
Pemanasan  dilakukan  secara  bertahap  waktu pre-heating selama  1  jam  dari temperatur ruang ke temperatur 1020 0 Ckemudian dilakukan holding selama 1 jam, 2 jam, 3 jam 4 jam dan 5 jam untuk spesimen yang berbeda-beda. Setelah waktu holding tercapai spesimen dikeluarkan lalu didinginkan dengan media air, oli dan udara.

## Pemotongan dan Mounting Spesimen
Material  yang  telah  mengalami  perlakuan  carburizing  dan  telah  didinginkan kemudian  dipotong  menjadi  2  bagian,  setelah  itu  dilakukan  proses  mounting  pada material yang telah dipotong

## Polishing Material
Polishing material dilakukan agar menghasilkan permukaan material yang bersih dan rata sehingga memudahkan pengamatan saat melakukan pengujian microstructure

## Pengujian Spesimen
Pengujian dilakukan setelah proses pack carburizing selesai, pengujian meliputi uji kekerasan dan microstructure pada masing masing spesimen.

## Variabel Penelitian
Penelitian ini menggunakan tiga variabel, yaitu variable  bebas, variable terikat dan variable kontrol.

## Variabel Bebas
1. Holding time 1 sampai dengan 5 jam.
2. Media pendingin yang berupa air oli dan udara pada holding time yang berbeda- beda.

## Variabel Terikat
Variabel terikat pada penelitian ini adalah  kekerasan, kedalaman difusi karbon dan struktur mikro baja SUS 630 setelah mendapat perlakuan.

## Variable Kontrol
Variable kontrol berfungsi sebagai kontrol agar variable bebas tidak dipengarui oleh faktor lain. Variable kontrol dalam penelitian ini adalah sebagi berikut :
1. Spesimen berukuran ¼ lingkaran dengan jari-jari ±2,5 cm dan tebal ±0,6 cm.
2. Kotak karburasi berukuran 9,5 cm x 10 cm x 4,5 cm.
3. Suhu carburizing sebesar 1020 0 C.
4. Komposisi karbon aktif dengan katalis 80% dan 20%.
5. Konsentrasi barium karbonat yang digunakan sebesar +/- 97%.
6. Konsentrasi karbon yang digunakan +/- 99%.
7. Media pendingin berupa air dan oli sebanyak 0.8 Liter.
8. Oli dengan standard SAE 20W.
9. Air yang digunakan merk AQUA.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini meliputi uji komposisi kimia untuk mengetahui komposisi kimia dari baja, uji struktur mikro untuk mengetahui perubahan struktur mikro setelah mendapat perlakuan serta kedalaman difusi yang terjadi, serta pengujian  kekerasan  untuk  mengetahui  nilai  kekerasan  material  setelah  mendapat perlakuan.

## Hasil Uji Komposisi Material SUS 630
Hasil pengujian komposisi kimia material SUS 630 pada Tabel 2terlihat bahwa SUS  630  memiliki  kadar  karbon  sebesar  0,026  %.  Berdasarkan  kadar  unsur  karbon yang rendah tersebut maka salah satu cara untuk meningkatkan kekerasan material SUS 630  adalah  dengan  menambahkan  unsur  karbon  didalamnya  dan  metode  yang  dapat dipakai salah satunya adalah pack carburizing , diharapkan setelah mendapat perlakuan material SUS 630 mengalami peningkatan kekerasan pada permukaan.
Tabel 2. Hasil uji komposisi Unsur (%) C Si Mn P S Cr Ni Mo Co Al Ti 0.026  0.243  0.413  0.079  0.019  12.82  3.81  0.16  0.07  0.001 0.011

## Hasil Pengujian Nilai Kekerasan
Material  SUS  630  yang  telah  mendapat  perlakuan carburizing diuji  nilai kekerasannya, pengujian kekerasan spesimen SUS 630 menggunakan metode rockwell superficial HRN dengan besar pembebanan 15 Kgf masing-masing menghasilkan data yang  dapat  dilihat  pada  Gambar2dibawah  ini,  kemudian  dapat  dilihat  juga  pada Gambar  tersebut  hubungan  antara  nilai  kekerasan  yang  terbentuk  pada  masing  – masing media pendingin dengan waktu holding yang diterapkan.
Nilai kekerasan maksimum pada tiga media pendingin berbeda didapatkan pada lama waktu holding 5 jam yaitu air sebesar 76HRN, udara sebesar 71,4HRN, dan oli sebesar  78,2HRN,  sedangkan  nilai  kekerasan  minimum  setelah carburizing pada masing-masing media pendingin yaitu air dengan lama waktu holding 2 jam sebesar 66,33HRN, udara dengan lama waktu holding 1 jam sebesar 63,47HRN, dan oli dengan lama waktu holding 2 jam sebesar 66,93HRN. Penurunan nilai kekerasan pada holding 2 jam kemungkinan besar terjadi akibat kotak carburizing yang tidak terisolasi dengan sempurna sehingga penyerapan karbon kurang maksimal hal ini dibuktikan oleh grafik
Raw 1 2 3
4 5 Air 65.40 74.47 66.33 71.07 75.63 76.00 Udara 65.40 63.47 66.33 66.63 67.43 71.4 Oli 65.40 68.20 66.93 76.13 77.67 78.2 Air y = 1,7495x + 65,36 R² = 0,486
Udara y = 1,2057x + 62,558
R² = 0,7295 Oli y = 2,9029x + 61,929 R² = 0,8611 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00 75.00 80.00 K eke ra sa n ( HRN ) Holding Time (Jam) Air Udara
Oli Linear (Air) Linear (Udara) Linear (Oli)
hubungan antara kedalaman difusi  karbon media pendingin air terhadap lama waktu holding pada Gambar 13 dimana terjadi penurunan kedalaman difusi pada holding 2 jam.
Gambar 2. Grafik Nilai Kekerasan Terhadap Holding Time
Nilai (R) dari bobot korelasi yang terbentuk dari pengukuran pada grafik diatas ini dapat di interpretasikan pada Tabel 3.
Tabel 3 Interpretasi nilai (R) Besar nilai (R) Interpretasi 0,800 - 1,000 Tinggi 0,600 -  0,800 Cukup 0,400 -  0,600 Agak rendah 0,200 - 0,400 Rendah 0,000 - 0,200 Sangat rendah (tidak berkolerasi)
Berdasarkan Tabel3 diperoleh hasil bahwa nilai kekerasan pada pendinginan air terhadap holding time yang diterapkan memiliki korelasi agak rendah, hal ini dapat kita  ketahui  dari  nilai  (R)  yang  didapat  sebesar  0,486.  Kemudian  untuk  kedalaman difusi  pada  pendinginan  udara  terhadap holding  time yang  diterapkan  memiliki korelasi yang cukup dengan nilai (R) 0.7295, sedangkan untuk kedalaman difusi pada
pendinginan oli terhadap holding time yang diterapkan memiliki korelasi yang tinggi dengan  nilai  (R)  0,8611.  Berdasarkan  trendline  yang  terbentuk  dapat  disimpulkan bahwa hubungan antara nilai kekerasan pada tiga media pendingin dengan holding time berbanding  lurus  atau  semakin  lama  waktu  holding  yang  diterapkan  maka  nilai kekerasan  semakin  meningkat,  serta  berdasarkan  Tabel  3  diperoleh  hasil  bahwa korelasi tertinggi antara hubungan nilai kekerasan dengan lama waktu holding terdapat pada media pendingin oli.

## Hasil Uji Struktur Mikro
Pengujian  struktur  mikro  dilakukan  pada  material  SUS  630  sebelum  material tersebut mendapat perlakuan pack carburizing , hasil dari foto struktur mikro tersebut dapat  dilihat  pada  Gambar  dibawah  ini.  Foto  struktur  mikro  diambil  dengan pembesaran 200x, dapat dilihat pada 3(a) bahwa struktur mikro yang terbentuk adalah martensite,  sedangkan  pada  Gambar  3(b)  bagian  tepi  dari  material  SUS  630  masih belum  berubah,  diharapkan  dengan  metode pack  carburizing akan  terbentuk  lapisan pada bagian tepi dikarenakan bedifusinya unsur karbon kedalam material.
Gambar 3. (a) Struktur mikro bagian tengah material SUS 630 (b) Struktur mikro bagian tepi material SUS 630

## Hasil Uji Struktur Mikro Setelah Carburizing
Terlihat  pada  Gambar  8-10  setelah  dilakukan pack  carburizing dengan  variasi lama holding dan  media  pendingin  terjadi  perubahan  struktur  mikro  dimana  terlihat butiran  struktur perlite yang  ditandai  dengan  warna  kehitaman  serta ferrite yang  di tandai  dengan  warna  putih  keabu-abuan,  terbentuknya  struktrur  kristal  tersebut diakibatkan  pemanasan  pada  suhu  austenisasi  diatas  A1  yaitu  1020°C  dapat  dilihat pada diagram Fe3C. dimana pada suhu ini struktur baja mengalami transformasi bentuk fasa dan fasa yang terbentuk pada suhu antara 912°C – 1394°C adalah fasa austenite dengan  struktrur  FCC.  Selain  pemanasan  pada  suhu  di  atas  A1  laju  pendinginan material juga berpengaruh terhadap struktur baja yang terbentuk dimana pendinginan dibawah critical coling rate yaitu pendinginan menggunakan air akan menghasilkan struktur martensite ,  pendinginan  menggunakan  udara  akan  menghasilkan  struktur perlite , serta pendinginan menggunakan oli akan menghasilkan struktur martensite dan perlite.
a b a b d c e
Gambar 4.  Struktur mikro pada media pendingin air (a) holding 1 jam (b) holding 2 jam (c) holding 3 jam (d) holding 4 jam (e) holding 5 jam
Gambar 5.  Struktur mikro pada media pendingin udara (a) holding 1 jam
(b) holding 2 jam (c) holding 3 jam (d) holding 4 jam (e) holding 5 jam
Gambar 6.  Struktur mikro pada media pendingin oli (a) holding 1 jam
(b) holding 2 jam (c) holding 3 jam (d) holding 4 jam (e) holding 5 jam

## Hasil Pengujian Nilai Kedalaman Difusi
Pada Gambar 3 (b) dapat kita lihat Gambar mikrostruktur dari raw material yang belum  mengalami  perlakuan pack  carburizing ,  setelah  mengalami  perlakuan  dapat
a b c d e a b c d e
dilihat  pada  Gambar  7-9  telah  terjadi  difusi  dari  karbon  ditandai  dengan  warna hitam.Terlihat  pada  Gambar  bahwa  kedalaman  difusi  pada  masing  masing  material berbeda.
Gambar 7.  Struktur mikro difusi karbon pada media pendingin air (a) holding 1 jam (b) holding 2 jam (c) holding 3 jam (d) holding 4 jam (e) holding 5 jam
Gambar 8.  Struktur mikro difusi karbon pada media pendingin udara (a) holding 1 jam (b) holding 2 jam (c) holding 3 jam (d) holding 4 jam (e) holding 5 jam a b d c e a b c d e a b c
92
4 6 8 10 12 K e d al aman
Di fu si ( ɥ m) Air Udara Oli Linear (Air)
Linear (Udara)
Gambar 9.  Struktur mikro difusi karbon pada media pendingin oli (a) holding 1 jam (b) holding 2 jam (c) holding 3 jam (d) holding 4 jam (e) holding 5 jam
Berdasarkan pengamatan struktur mikro dengan mengukur kedalam difusi yang terbentuk maka diperoleh hubungan antara kedalaman difusi dengan holding time yang diterapkan,  grafik  hubungan  tersebut  dapat  dilihat  pada  Gambar  dibawah  ini.Nilai kedalaman difusi maksimum pada tiga media pendingin berbeda didapatkan pada lama waktu holding 5 jam yaitu air sebesar 7,55ɥm, udara sebesar 10.42ɥm, dan oli sebesar 9,98ɥm,  sedangkan  nilai  kedalaman  difusi  minimum  pada  masing-masing  media pendingin yaitu air dengan lama waktu holding 2 jam sebesar 5,09ɥm, udara dengan lama waktu holding 1 jam sebesar 4,49ɥm, dan oli dengan lama waktu holding 2 jam sebesar 4,32ɥm.
Dari  grafik  dibawah  ini  pada  Gambar  14  didapatkan  hasil  bahwa  kedalaman difusi pada pendinginan air terhadap holding time yang diterapkan memiliki korelasi yang  cukup,  hal  ini  dapat  kita  ketahui  dari  nilai  (R)  yang  didapat  sebesar  0,7344. Kemudian untuk  kedalaman difusi  pada pendinginan udara dan oli terhadap holding time yang  diterapkan  memiliki  korelasi  yang  tinggi  dengan  nilai  (R)  0,9028  pada pendinginan  udara  dan  0,8191  pada  pendinginan  oli.  Berdasarkan  trendline  yang terbentuk dapat disimpulkan bahwa hubungan antara kedalaman difusi pada tiga media pendingin  dengan holding  time berbanding  lurus  atau  semakin  lama  waktu  holding yang  diterapkan  maka  nilai  kedalaman  difusi  semakin  meningkat,  serta  berdasarkan Tabel 3 diatas dapat disimpulkan  bahwa korelasi tertinggi antara hubungan kedalaman difusi dengan lama waktu holding terdapat pada media pendingin udara.
d e

## Gambar 10. Grafik Kedalaman Difusi Terhadap Holding Time

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  dari  pengujian  serta  pembahasan  pada  penelitian  ini  maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut:
1. Semakinlama holding  time maka  nilai  kekerasan  semakin  meningkat.  Nilai kekerasan  maksimum    pada holding  time 5  jam  dengan  nilai  76HRN  (air), 71,4HRN (udara), dan 78,2HRN (oli).
2. Terjadinya transformasi  bentuk  struktur mikro  akibat holding time dan media pendingin.  Struktur  mikro  yang  terbentuk  adalah  struktur ferrite,  perlite dan martensite .
3. Semakin  lama  waktu holding  time maka  nilai  kedalaman  difusi  semakin meningkat. Nilai kedalaman difusi maksimum pada holding time 5 jam dengan nilai 7.55 ɥm (air), 10.42 ɥm (udara), dan 9.98 ɥm (oli).

## DAFTAR PUSTAKA
Achmad  Kusairi  Samlawi,  Modul  Praktikum  Pengujian  Material,  Fakultas  Teknik  Mesin ULM, Banjarnbaru.
ASM Handbook Volume 4, Heat Treating

## ASM Handbook Volume 9, Metallography and Microstructures
Avner,  Sidney,  H.,  1974 ,  Introduction  to  physical  metalurgy,  2nd  Edition,  Mc  Graw-Hill Publishing Co. Ltd , Singapore.
Bambang  Kuswanto,  2010,  Pengaruh  Perbedaan  Ukuran  Butir  Arang  Tempurung  Kelapa- Barium  Karbonat  Terhadap  Peningkatan  Kekerasan  Permukaan  Material  Baja  St  37 Dengan Proses Pack Carburizing , Semarang.
Budinski, K.G., and Budinski, M.K., 1999, Engineering Materials, 6th Edition, Prentice – Hall Inc ., New Jersey. Clark,  D.S.,  Varney  W.R.,  1962, Physical  Metallurgy  for  Engineering,  D.  Van  Nostrand Company , INC.
Darmanto.  2006.  Pengaruh  Holding  Time  Terhadap  Sifat  Kekerasan  Dengan Refining  The Core Pada Proses Carburizing Material Baja Karbon Rendah. Traksi. Vol. 4. No. 2. Djaprie, S., 1983, Ilmu Dan Teknologi Bahan, Erlangga, Jakarta. Hafni dan Nurzal. 2015. Pengaruh Waktu Tahan Proses Pack Carburizing Pada Baja Karbon Rendah  Dengan  Menggunakan Calcium  Carbonat Dan  Arang  Tempurung  Kelapa  Di Tinjau Dari Struktur Micko. Jurnal Teknik Mesin Vol. 5, No. 1, Hal. 6 -11.
Hafni.  2015.  Pengaruh  Waktu  Tahan  Proses  Pack Carburizing Pada  Baja  Karbon  Rendah  Dengan Menggunakan Calcium  Carbonat Dan  Arang  Tempurung  Kelapa,  Di  Tinjau  Dari  Kekerasan. Jurnal Teknik Mesin Vol. 5, No. 2, Hal. 108-112.
Harry Chandler, Heat Treater’s Guide Practice and Procedures for Iron and Steels .
Jonika Asmarani, 2012, Pengerasan Permukaan Baja Karbon ST 40 Dengan Metode Nitridasi Dalam Larutan Kalium Nitrat, Semarang.
Karmin, Sairul Effendi, Firdaus, dkk. 2018. Analisa Perubahan Sifat Mekanik Dan Struktur Mikro Multi Quenching Terhadap Hasil Pack Carburizing Baja Karbon Rendah. Jurnal Austenit Volume 10, No. 1.
Masyrukan. 2006. Penelitian Sifat Fisis Dan Mekanis Baja Karbon Rendah Akibat Pengaruh Proses Pengarbonan Dari Arang Kayu Jati. Media Mesin, Vol. 7, No. 1, Hal. 40-46.
Ömer  Faruk  Murathan  and  Mehmet  Remzi  Abul, MATE  405  Heat  Treatment  and  Surface Hardening of Materials.
Schonmetz, Alios. 1985. Pengetahuan Bahan Dalam Pengerjaan Logam. Bandung: Angkasa. Smallman, R.E., Bishop, R.J., 2000, Metalurgi Fisik Modern & Rekayasa Material, Erlangga,
Jakarta.
Smith, W.F., 1996, Principles of Material Science and Engineering, 3rd Edition, McGraw-Hill Inc. , New York.
Suratman, R., 1994, Panduan Proses Perlakuan Panas, Lembaga Penelitian ITB, Bandung. William D. Callister, Jr. Fundamentals of Materials Science and Engineering. United State of America.