PENGERASAN PERMUKAAN BAJA KARBON ST 40 DENGAN METODE NITRIDASI DALAM LARUTAN KALIUM NITRAT

Abstract

Nitridasi merupakan suatu metode pengerasan permukaan yang berfungsi untuk meningkatkan sifat mekanik disertai kekerasan yang tinggi pada permukaan baja, proses nitridasi juga dapat meningkatkan ketahanan baja terhadap laju korosi dan keausan. Pada penelitian ini, proses nitridasi dilakukan dengan mendifusikan unsur nitrogen (N) kedalam permukaan baja melalui proses pemanasan baja karbon rendah ST 40 dalam larutan garam kalium nitrat (KNO3). Proses nitridasi ini menggunakan variasi temperatur pemanasan 400 °C, 450 °C, dan 500 °C dengan waktu penahanan spesimen dalam larutan garam kalium nitrat selama 8 jam. Proses difusi unsur nitrogen kedalam permukaan baja pada saat diberi perlakuan panas akan membentuk lapisan tipis nitrid yang berfungsi untuk menghambat laju korosi serta keausan akibat interaksi dengan komponen lain. Setelah proses nitridasi selesai, baja ST 40 dicelupkan kedalam larutan garam HCL selama 60 menit, kemudian dilanjutkan dengan uji kekerasan menggunakan metode Rockwell (HRA) dan dikonversikan kedalam bentuk HV. Uji struktur mikro dilakukan dengan menggunakan microscop optik untuk mengetahui perubahan struktur mikro pada permukaan baja ST 40 akibat proses nitridasi. Adapun hasil dari proses nitridasi setelah dietsa dalam larutan garam HCL selama 60 menit, mampu meningkatkan nilai kekerasan baja ST 40 dari baja non-perlakuan nitridasi (raw material) sebesar 150,0 HV menjadi 154,8 HV untuk proses nitridasi T = 400 °C, 153,8 HV untuk nitridasi T = 450 °C, dan 158,8 HV untuk nitridasi T = 500 °C. Sedangkan untuk hasil pengamatan foto mikroskop pada struktur mikro baja ST 40 setelah dinitridasi, memperlihatkan kenaikan jumlah butiran fasa perlit pada permukaan spesimen, dimana semakin tinggi temperatur pemanasannya maka semakin banyak butiran perlit yang terbentuk, hal ini juga berbanding lurus dengan kedalaman difusi yang terbentuk. Kata kunci : Nitridasi; Baja ST-40; Kalium nitrat; Difusi; Kekerasan; Struktur mikro