PENGARUH PROSES TEMPERING PADA HASIL PENGELASAN BAJA 516-70 TERHADAP MECHANICAL PROPPERTIES DAN SIFAT KOROSI
Material baja karbon A 516 yang telah diklasifikasikan :
American Society For Testing and Materials (ASTM), Tertera pada ASTM A20 / A20M dan lebih lanjut diuraikan pada (ASTM) A 516 / A516 M. Sebagai material plat yang digunakan pada suhu rendah dan menengah yang diijinkan dalam penggunaan plat pada konstruksi bejana bertekanan (Perssure Vessel).
Flow Chart Proses Pengamatan Material Baja A 516-70 Proses Pengelasan Temper
Non Temper Uji Mekanik
Uji Mekanik
Uji Laju Korosi
Uji Laju Korosi Data Grafik Laju Korosi Material Tempered
Data / Grafik Material Tempered Kuat Tarik Kuat Impact Hasil Bending
Data / Grafik Material Non Tempered Kuat Tarik Kuat Impact Hasil Bending Data Grafik Laju Korosi Material Non Temper
Analisa Grafik Perbandingan Kuat Tarik, Kuat Impact, dan Laju Korosi pada Material Temper dan Non Temper Kesimpulan dan Saran
Tahapan Pengelasan Persiapan Material ASTM (A516 -70):
Sifat Mampu las (Weld Ability) Perhitungan Carbon Eqiuvalent (C eq) Parameter Composition (Pcm) •Base Metal •Filler Metal
Standart yang Digunakan
Pembuatan Prosedur Pengelasan (WPS) •Base Metal •Welding Process •Filler Metal Requirement •Preheat Requirement
Pengelasan dilakukan
Tempering Proses temper yaitu: memanaskan material hingga suhu 595ºC dengan waktu penahanan 60menit. Setelah perlakuan panas tersebut diatas, maka dilakukan pendinginan pada suhu ruang (28ºC)
Studi Literatur Hasil Tempered Pada AerMet 100H. K. D. H. Bhadeshia: Composition of Aermet 100 in wt% C 0.23
Co 13.4
Ni 11.1
Cr
Mo 3
1.2
Mn 0.03
Si 0.03
Al 0.004
Ti 0.013
S 0.001
P 0.003
Tahapan Pengujian Mekanik (Mechanical Test) Persiapan Material ASTM (A516 -70)
Standart Yang Digunakan
Pembuatan Spesimen
Pengujian Mekanik: Uji Tarik (Tensile) Uji Tekuk (Bending) Uji Pukul (Impact)
Hasil Uji Tarik Grafik Beban-Pertambahan Panjang (P-ΔL) pada masing-masing Spesimen Temper 1 140 120
P (Kn)
100 80
Series1
60 40 20 0 1 2
3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ΔL (mm)
Analisa Uji Tarik • Ultimate Tensile Stregth UTS =
P max CSA
• Yield Tensile Stregth Y.S =
Py CSA
UTS = Kekuatan Maximal (Kn/mm²) Y S = Kekuatan Luluh (Kn/mm²) CSA = Luas Penampang Awal (mm²) Pmax = Beban Maksimal (Kn) Py
= Beban Luluh (Kn)
Hasil Perhitungan Uji Tarik Grafik Kuat Tarik dan Kuat Luluh Kekuatan 2.5 Kuat Tarik (kN/mm²)
2.232 2
1.929
1.5 1
Temper 1
0.5
0 50 .1 51 53 .2 . 48 48 .9 0 55 2 .2 5 56 .6 57 .9 59 .2 60 .5 61 .8 63 .1 64 .4 65 .7 67 68 .3 69 .6 70 .9
0
ε (%)
Kuat Tarik (kN/mm² (kN/mm²)
0
0.089
1.196
1.929
1.893
1.911
2.036
2.00
2.089
2.071
ε (%)
0
50.1
51.2
53.48
48.902
55.25
56.6
57.9
59.2
60.5
Grafik perbandingan Kuat Tarik Kuat Luluh masing-untuk semua spesimen
Perbandingan Kuat Tarik & Kuat Luluh 600.00 500.00 400.00 Yield Strength 300.00
Ultimate Stregth
200.00 100.00 0.00 Temper 1
Temper 2
Non Temper 1
Non Temper 2
Analisa Elongation & RoA • Regangan (Elongation) ε=
⎛ Lu − Lo ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ Lo ⎠
x 100%
• Reduction of Area (RoA) RoA =
⎛ So − Su ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ So ⎠
x 100%
ε = elongation / regangan (%) Roa = Reduction fo Area (%) Lo = panjang ukur mula-mula (mm) Lu = panjang ukur setelah putus (mm) So = Luas ukur setelah putus (mm²) Su = Luas ukur setelah putus (mm²)
Graphic Elongation & RoA Elongation & RoA 90.00 80.00 70.00 60.00
Elongation (%)
50.00
RoA (%)
40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 S. Temper 1
S. Temper 2
Spesimen 1
Spesimen 2
Analisa Uji Tekuk (Bending Test) Berdasarkan standar AWS D1.1 yang didapati, bahwa ketentuan pada pengujian tekuk material A516 grade 70 dengan ketebalan 12,7 dilakukan dengan uji tekuk dari sisi (Side Bending).
Pada pengujian tekuk ini menurut AWS D1.1 (4.8.3.3) material uji dapat dikatakan diterima (acceptable) apabila: •Pada saat ditekuk, weld metal mendapat beban •Tidak boleh ada sobekan sebesar 1/8 inchi untuk segala arah. •Sobekan yang lebih besar dari 1/4 inchi diperbolehkan, asalkan berasal dari sisi weld metal dan bukan dari cacat. •Total maximum sobekan adalah sekitar 3/8 inchi (9,525 mm) ke segala arah.
Analisa Uji Pukul (Impact Test) •
Kuat impact (joule/mm2)
E (joule/mm2) A • Ekspansi Lateral (mils) Kuat impact =
Bt − Bo EL = x 1000 (mils) 25,4 E A EL Bt Bo
= energi absorb (joule) = luas penampang di bawah takik (mm2) = ekspansi lateral (mils) = lebar specimen pada takik setelah dipukul (mm) = lebar specimen pada takik sebelum dipukul (mm)
Hasil Kuat Impact Grafik Kekuatan Impact masing-masing spesimen Impact
Impact Strength (Nm/mm2)
1.90 1.85 1.80 1.75 1.70 1.65 1.60 1.55 1.50 1.45 1.40 1
2
3
4 Spesimen
5
6
Lateral Expansion Grafik Lateral Expansion masing-masing spesimen
Lateral Expansion (Mils)
Lateral Expansion 100.000 90.000 80.000 70.000 60.000 50.000 40.000 30.000 20.000 10.000 0.000 Temper 1
Temper 2
Temper 3
Non Temper Non Temper Non Temper 1 2 3
Spesimen
Pengujian Korosi Power AC
Ampere Meter
Adaptor
_
+
Com
Ampere
Volt Meter
Com
-
+
Anodik
Katodik
Voltage
1000 ml HCl
Proses Polarisasi Reaksi yang dapat terjadi pada larutan:
pH < 7 : H + + e -
H (atom) 2H
H2 (gas)
pH > 7 : 2H2O- + O2 + 4e -
4OH -
pH = - log [ H +]
Reaksi yang dapat terjadi ketika besi terlarut: Fe
Fe 2+ + e -
(atom)
Reaksi Pada Elektrolit Reaksi yang biasanya berlangsung dalam elektrolit adalah reaksi pembangkitan gas oksigen melalului oksidasi air:
2H2O 7
O2 + 4H + + 4e -
Reaksi lain yang mungkin dalam elektrolit mengandung klorida itu adalah pembagkitan gas klorin :
2Cl
Cl2 + 2e -
Out Put Data Pengujian Laju Korosi Tempered Metal Percobaan 2 No
V (mV)
I (mA)
I (MikroAmpere)
I/A
Log I/A
1
16.0
2.91
2910
339.161
2.5304057
2
15.5
2.71
2710
315.851
2.499482
3
15.0
2.37
2370
276.224
2.4412611
4
14.5
2.25
2250
262.238
2.4186952
Pengeplotan diagram GRAFIK POLARISASI UNTUK SPECIMEN 1 DENGAN MATERIAL BASE METAL 20.0
y = 5.992x - 1.1764
17.5 15.0 12.5 10.0
P o ten sial (m V )
7.5 5.0 2.5 0.0 -2.5
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
2.1
2.2
2.3
2.4
-5.0 -7.5 -10.0 -12.5 -15.0
y = -5.9654x + 0.8747
-17.5 -20.0
Log (I/A)
i korr = 5.992x - 1.1764 -5.9654x + 0.8747
2.5
2.6
2.7
Analisa Laju Korosi Data tersebut digunakan untuk pengeplotan diagram tafel, yang kemudian dapat menentukan harga io. Nilai ikor sama dengan nilai io. Setelah mendapatkan nilai ikor maka besarnya laju korosi dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan Faraday. Persamaan Faraday yang digunakan adalah :
Laju korosi = K
ai nD
K = Konstanta (0.129 untuk mpy, 0.00327 untuk mmpy) a = Berat atom logam terkorosi ikor = kerapatan arus (μA/cm2) n = Jumlah elektron valensi logam
terkorosi
D = Densitas logam terkorosi (gr/cm3)
Perbandingan Laju Korosi Dari Perhitungan Laju korosi masing-masing spesimen Laju Korosi 0.12 0.1
ikorr
0.08 0.06 0.04 0.02 0 Base Metal
Weld Metal
Tempered Base Metal
Spesimen
Tempered Weld Metal
