Seiring perkembangan industri, kebutuhan dalam peningkatan sifat mekanik material semakin diperlukan. Salah satu metode yang dapat digunakan adalah pack carburizing serta dengan memanfaatkan penggunaan katalis yang ramah lingkungan, seperti cangkang telur ayam (Gallus gallus domesticus) sebagai alternatif karena memiliki kandungan kalsium karbonat di dalamnya. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi persentase katalis dan karbon berupa arang alaban (5%:95%, 10%:90%, dan 15%:85%) dan media pendingin terhadap sifat mekanik Baja AISI 1040, yaitu dengan uji kekerasan dan uji kelelahan (fatigue) dengan standar ASTM E-466 dan ASTM A956. Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi persentase katalis dan media pendingin berpengaruh signifikan terhadap nilai kekerasan dan kelelahan baja AISI 1040. Dengan persentase 15%:85% pada media pendingin air memiliki nilai kekerasan dan kelelahan tertinggi yaitu sebesar 183 HV dan 1.085.818 siklus, namun pada media pendingin oli SAE 15W-40 seiring bertambahnya persentase katalis nilai kelelahan yang dihasilkan semakin menurun.