ANALISA WAKTU PEMANASAN DAN TEMPERATUR PEMANASAN PADA PROSES BLACKENING BAJA ST41 BENTUK PLAT DAN SILINDER TERHADAP KETEBALAN LAPISAN PERMUKAAN DAN UJI BENDING

ANALYSIS OF HEATING TIME AND HEATING TEMPERATURE ON THE BLACKENING PROCESS OF ST41 STEEL FOR STEEL AND CYLINDERS ON THE THICKNESS OF SURFACE COATING AND BENDING TEST

Baja ST 41 merupakan baja karbon rendah yang memiliki nilai ekonomis tinggi dan sering digunakan pada komponen mesin seperti gear, rantai, skrup dan poros yang mana merupakan komponen mesin dengan toleransi tinggi, akan tetapi tidak ditunjang dengan sifat mekaniknya yaitu kekuatan bending. Blackening atau pelapisan black oxide adalah proses konversi kimia yang terbentuk dari reaksi antara besi pada logam ferro dengan garam pengoksidasi hingga membentuk lapisan magnetite (Fe₃O₄) tipis pada substrat logam. Tujuan dari dilakukannya penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh waktu pemanasan pada proses blackening baja ST 41 terhadap ketebalan lapisan permukaan dan uji bending. Bahan uji berupa baja ST 41 bentuk plat dan silinder akan dipanaskan dalam larutan garam yang terbuat dari campuran 30% Natrium Hidroksida (NaOH), 10% Natrium Nitrat (NaNO₃), 10% Natrium Nitrit (NaNO₂), dan 50% Aquades (H₂O) dalam variasi waktu 30 menit, 60 menit, dan 90 menit serta dengan variasi temperatur 100ºC,150ºC dan 200ºC.

Penelitian yang akan dilakukan merupakan penelitian eksperimen kuantitatif deskriptif. Dalam penelitian ini menggunakan variabel bebas dengan waktu pemanasan 30 menit, 60 menit, 90 menit dan variasi temperatur pemanasan 100⁰C, 150⁰C, 200⁰C pada dimensi spesimen Baja ST41 bentuk plat dan silinder, variabel terikatnya adalah ketebalan lapisan permukaan dan uji bending, sedangkan variabel kontrolnya dipengaruhi oleh larutan garam yang campurannya terdiri dari 4kg natrium hidroksida(NaOH), 1kg natrium nitrat (NaNO₃), 1kg natrium nitrit (NaNO₂), 6liter aquades (H₂O) yang menggunakan spesimen baja ST41. Sesudah proses pemanasan dilakukan tahap selanjutnya, benda kerja akan dilakukan pengujian uji bending.

Berdasarkan penelitian di dapatkan hasil nilai ketebalan yang tertinggi terjadi pada waktu pelapisan 30 menit dan temperatur pelapisan 150ºC dengan nilai ketebalan sebesar 19,05 μm untuk spesimen uji bentuk plat dan 19,11 μm untuk spesimen bentuk silinder. Serta pada pengujian bending nilai uji bending yang tertinggi diperoleh pada waktu pelapisan 30 menit dan temperatur 100ºC dengan nilai uji bending sebesar 0,79 KN untuk spesimen bentuk plat dan 18,8 KN untuk spesimen bentuk silinder. Nilai terendah diperoleh pada waktu pelapisan 90 menit dan temperatur 200ºC dengan nilai uji bending sebesar 0,45 KN bentuk plat dan 14 KN bentuk silinder.

Kata kunci: ST41, proses Blackening, ketebalan permukaan, uji bending.

ST 41 steel is a low carbon steel that has high economic value and is often used in machine components such as gears, chains, couplers and shafts which are machine components with high tolerances, but are not supported by their mechanical properties, namely bending strength. Blackening or black oxide coating is a chemical conversion process formed from the reaction between iron in ferrous metal and oxidizing salts to form a thin magnetite (Fe3O4) layer on a metal substrate. The purpose of this study was to determine the effect of heating time on the ST 41 steel blackening process on the thickness of the surface layer and bending test. The test material in the form of ST 41 steel in the form of plates and cylinders will be heated in a salt solution made from a mixture of 30% Sodium Hydroxide (NaOH), 10% Sodium Nitrate (NaNO3), 10% Sodium Nitrite (NaNO2), and 50% Aquades (H2O). in time variations of 30 minutes, 60 minutes, and 90 minutes as well as with temperature variations of 100,C, 150ºC and 200ºC.

The research that will be conducted is descriptive quantitative experimental research. In this study using independent variables with heating times of 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes and heating temperature variations of 1000C, 1500C, 2000C on the dimensions of the ST41 Steel specimen in the form of plates and cylinders, the dependent variable is the thickness of the surface layer and bending test, while the control variables are by a salt solution whose mixture consists of 4kg sodium hydroxide (NaOH), 1kg sodium nitrate (NaNO3), 1kg sodium nitrite (NaNO2), 6liter aquades (H2O) using ST41 steel specimens. After the heating process is carried out the next stage, the workpiece will be subjected to a bending test.

Based on the research, it was found that the highest thickness value occurred at a coating time of 30 minutes and a coating temperature of 150ºC with a thickness value of 19.05 m for plate-shaped test specimens and 19.11 m for cylindrical specimens. And in the bending test, the highest bending test value was obtained at a coating time of 30 minutes and a temperature of 100ºC with a bending test value of 0.79 KN for plate-shaped specimens and 18.8 KN for cylindrical specimens. The lowest value was obtained at a coating time of 90 minutes and a temperature of 200ºC with a bending test value of 0.45 KN in plate form and 14 KN in cylindrical form.

Keywords: ST41, Blackening process, surface thickness, bending test.