ANALISIS PENGARUH KONSENTRASI KATALIS ORGANIK DAN TEMPERATUR PACK CARBURIZING TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN MIKROSTRUKTUR BAJA S45C SEBAGAI MATERIAL RODA GIGI
Roda gigi membutuhkan material dengan kekerasan permukaan tinggi namun tetap memiliki ketangguhan inti yang baik agar tahan terhadap keausan dan beban tangensial-radial selama beroperasi. Baja S45C banyak digunakan untuk komponen roda gigi karena kemampuan mesin yang baik dan harga ekonomis, namun kekerasan permukaan awalnya masih perlu ditingkatkan melalui proses pack carburizing. Penelitian ini bertujuan menganalisis pengaruh variasi konsentrasi katalis organik berbasis cangkang kerang darah (Anadara granosa) sebagai sumber CaCO₃ alternatif dan temperatur pack carburizing (850°C dan 900°C) terhadap kekerasan, kekuatan impak, dan struktur mikro baja S45C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan pack carburizing meningkatkan kekerasan baja S45C secara signifikan dari 24,34 HRC (raw material) menjadi 52,18–61,50 HRC, dengan nilai tertinggi diperoleh pada temperatur 900°C dan konsentrasi katalis 25%. Pada temperatur 850°C, kekerasan meningkat secara bertahap seiring bertambahnya konsentrasi katalis, sedangkan pada 900°C ditemukan titik optimum pada konsentrasi 25%, sebelum menurun pada konsentrasi 35% akibat fenomena over-carburizing. Pengamatan metalografi menunjukkan transformasi bertahap dari struktur ferit-perlit menuju struktur yang didominasi martensit dan retained austenite seiring meningkatnya konsentrasi katalis dan temperatur. Hampir seluruh spesimen hasil pack carburizing telah memenuhi standar minimum kekerasan roda gigi case hardening grade 1 menurut AGMA 2001-D04 (55–64 HRC), yang membuktikan bahwa katalis organik dari cangkang kerang darah berpotensi digunakan sebagai katalis alternatif dalam proses pack carburizing.
References
Adedipe, O., Medupin, R. O., Yoro, K. O., Dauda, E. T., Aigbodion, V. S., Agbo, N. A., Oyeladun, O. W. A., Mokwa, J. B., Lawal, S. A., Eterigho-Ikelegbe, O., & Sadare, O. O. (2023). Sustainable carburization of low carbon steel using organic additives: A review. Sustainable Materials and Technologies, 38. https://doi.org/10.1016/j.susmat.2023.e00723
Departemen, A. P., Kedokteran, I., Anak, G., Gigi, K., Brawijaya, U., Puspitasari, A., Adi, P., & Rubai, D. F. (2018). Pemanfaatan cangkang kerang darah (Anadara granosa) dalam remineralisasi gigi sulung. In IDGAI Journal of Indonesian Dental Association. Maret (Vol. 1, Number 1).
Harmaji, R. (2023). EFFECT OF QUENCHING MEDIUM AND TEMPERING TEMPERATURE ON MICROSTRUCTURE AND HARDNESS OF JIS SUP 9 STEEL (PENGARUH MEDIA PENDINGIN DAN TEMPERATUR TEMPERING PADA MIKROSTRUKTUR DAN KEKERASAN BAJA JIS SUP 9). Journal Renewable Energy & Mechanics, 6(01). https://doi.org/10.25299/rem.2023.vol6(01).10973
Heling, E., & Prayitno, D. (2019). PENGARUH KARBURISASI YANG DILANJUTKAN DENGAN PROSES QUENCHING DALAM MEDIA AIR TERHADAP KEKERASAN BAJA S45C. In Jurnal Penelitian dan Karya Ilmiah Lembaga Penelitian Universitas Trisakti (Vol. 4, Number 2).
Jin, J., & Bao, W. (2017). Study on the Mechanism of Heterogeneous Catalysis (1) —The Measurement of Equilibrium Pressure of Reaction BaCO + C = BaO + 2CO, the Chemical States of Fe in Reaction Tank, and Chemical Reaction Model Catalytic Cycle Mechanism (CRMM). Journal of Materials Science and Chemical Engineering, 05(07), 90–100. https://doi.org/10.4236/msce.2017.57010
Komarov, A., & Zhukov, V. (2019). Evaluation of the strength of flat gears according to the criterion of the onset of plastic deformation. Key Engineering Materials, 822, 695–700. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.822.695
Mekar Insani, P. S., & Rahmatsyah, dan. (2021). Analisis Pola Struktur Kalsium Karbonat (CaCO3) pada Cangkang Kerang Darah (Anadara granosa) di Bukit Kerang Kabupaten Aceh Tamiang. In Jurnal Teori dan Aplikasi Fisika (Vol. 09, Number 01).
Mulyadi, M., Tafrant, D., Hendradinata, H., & Zainuddin, Z. (2022). The Effect of Quenching Media on the Hardness of AISI 1045 Steel.
Negara, D. N. K. P., & Widiyarta, I. M. (2019). The study on mechanical properties of pack carburized low carbon steel using BaCO3 as energizer. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 673(1). https://doi.org/10.1088/1757-899X/673/1/012125
Panggabean, H., & Darmadi, H. (2023). Besarnya Gaya Radial Yang Terjadi Pada Sepasang Roda Gigi Lurus Akibat Adanya Sudut Tekan Dari Roda Gigi Penggerak Di Alat Double Deck Bunch Crusher. Jurnal Vokasi Teknik, 1(2), 10–16.
Saputra, E. (2018). Proceeding Seminar Nasional Politeknik Negeri Lhokseumawe Pengaruh Variasi Temperatur Terhadap Kekerasan Permukaan Baja Carbon Sedang AISI 1045 Menggunakan Cangkang Kelapa Sawit dan Katalis dengan Metode Pack Carburizing.
Sundari, E., Fahlevi, R., Teknik Mesin Produksi dan Perawatan Politeknik Negeri Sriwijaya Jl Srijaya Negara, J., & Besar, B. (n.d.). ANALISA PENGARUH PACK CARBURIZING TERHADAP SIFAT MEKANIS SPROCKET IMITASI SEPEDA MOTOR MENGGUNAKAN ARANG KAYU GELAM DAN SERBUK CANGKANG REMIS SEBAGAI KATALISATOR. JURNAL AUSTENIT, 10(2).
Troell, E., Kristoffersen, H., Bodin, J., & Segerberg, S. (2014). Controlling the Cooling Process – Measurement, Analysis, and Quality Assurance. In Comprehensive Materials Processing: Thirteen Volume Set (Vol. 12, pp. V12 -99-V12-121). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-096532-1.01204-8