PERUBAHAN FASA BAJA MANGAN (FeMn) HADFIELD 3401 PADA PROSES PEMANASAN DAN PERLAKUAN PENDINGINAN CEPAT (water quenching) DAN LAMBAT ( air cooling )

PERUBAHAN FASA BAJA MANGAN (FeMn) HADFIELD 3401 PADA PROSES PEMANASAN DAN PERLAKUAN PENDINGINAN CEPAT (water quenching) DAN LAMBAT ( air cooling )

TESIS

Oleh : S.K.KURNIAWAN SIREGAR 057026009 / FIS

SEKOLAH PASCA SARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007

S.K. Kurniawan Siregar: Perubahan Fasa Baja Mangan (FeMn) Hadfield 3401 Pada Proses Pemanasan Dan Perlakuan Pendinginan Cepat (Water Quenching) Dan Lambat (Air Cooling), 2007. USU e-Repository © 2008

PERUBAHAN FASA BAJA MANGAN (Fe Mn) HADFIELD 3401 PADA PROSES PEMANASAN DAN PERLAKUAN PENDINGINAN CEPAT (water quenching) DAN LAMBAT ( air cooling )

TESIS

Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh : S.K.KURNIAWAN SIREGAR 057026009 / FIS

SEKOLAH PASCA SARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007


Judul Tesis

: PERUBAHAN FASA BAJA MANGAN (Fe Mn) HADFIELD 3401 PADA PROSES PEMANASAN DAN PERLAKUAN PENDINGINAN CEPAT (water quenching) DAN LAMBAT ( air cooling )

Nama mahasiswa Nomor Pokok Program studi

: S.K.KURNIAWAN SIREGAR : 057026009 : Ilmu Fisika

Menyetujui Komisi Pembimbing

Dr. Eddy Marlianto, M.Sc Ketua

Ir. Reza Fadhillah, M.I.M Anggota

Ketua Program Studi,

Dr. Eddy Marlianto, M.Sc

Dra. Justinon M.Si Anggota

Direktur,

Prof.Dr.Ir.T.Chairun Nisa B,M.Sc

Tanggal Lulus : 23 Agustus 2007


Telah diuji pada Tanggal

: 23 Agustus 2007

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua

: Dr. Eddy Marlianto,M.Sc.

Anggota

: 1. Dra. Justinon,MS 2. Ir. Reza Fadhilla, M.I.M 3. Drs. H. Muhammad Syukur,MS 4. Drs. Nasruddin M.N, M.Eng.S.C 5. Drs. Anwar Dharma Sembiring, MS


Tv~ÇÉãÄxwzxÅxÇàá

g{x tâà{ÉÜá xåÑÜxáá {|á uxáà tÑÑÜxv|tà|ÉÇ àÉ cÜÉyA WÜA V{x [âáÇt Té{tÜ| yÜÉÅ YtvâÄàç Éy ^x}âÜâàxÜttÇ hÇ|äxÜá|à| ^xutÇzáttÇ `tÄtçá|t yÉÜ áâÑÑÉÜà|Çz ÉâÜ ÜxáxtÜv{ áâuáxÖâxÇà àÉ {xÜ ÜxáxtÜv{ zÜÉâÑ |Ç áàâwç|Çz à{x `|vÜÉáàÜâvàâÜtÄ `tÑÑ|Çz Éy [twy|xÄw fàxxÄ @ FGCD


ABSTRAK

Baja Hadfield diteliti dengan proses pemanasan pada temperatur 1000 ºC-1090 ºC kemudian didinginkan cepat (water quenching). Bahan yang telah didinginkan cepat (water quenching) kemudian diteliti perkembangan mikrostrukturnya setelah pemanasan kembali dengan temperatur yang berbeda (500 ºC, 550 ºC dan 600 ºC) dengan dua kali waktu penahanan ( 30 menit, 60 menit) pada pendinginan lambat (air cooling) dan pendinginan cepat (water quenching). Efek dari pendinginan cepat menghasilkan migrasi ferrite dari butir kebatas butir pada fasa austenit. Berbeda dengan kondisi diatas, pendinginan lambat pada beberapa fasa. Untuk memastikan, mikrostruktur kemudian diuji morfologi dengan menggunakan scanning electron microscopy (SEM) dan untuk memastikan analisis unsur dengan menggunakan X-Ray Diffraction (XRD) dan juga X-Ray fluorescence (XRF) spectroscopy. Seluruh bentuk keadaan mikrostruktur pada temperatur pemanasan ini ditunjukkan dengan perbedaan peta morphologi. Hasil pemetaan morphologi menunjukkan pengintian presifitasi terjadi pada proses pendinginan cepat. Pada pendinginan lambat ikatan permukaan ferrite paralel yang diintikan pada permukaan butir austenit kurang jelas kelihatannya.Pada temperatur tinggi proses pendinginan lambat fasa baru terbentuk diikuti dengan pengisian struktur ferrite dengan karbida mangan yang kemudian diamati dengan X- Ray Diffraction (XRD) pada daerah indeks Miller (hkl) yang dipastikan sebagai fasa pearlit. Kata-kata kunci : Baja mangan Austenit 3401, pendinginan lambat, pendinginan cepat, fasa


i

ABSTRACT

Hadfield steel was subjected to solution treatment by heating at a temperature of 1000ºC-1090ºC and then water quenched. The as-quenched material was then investigated for the development of microstructure in an reheat-treatment by heating at various temperatures ( 500ºC, 550ºC and 600ºC) and at two holding times (30min, 60min) and cooling of media air also in media water quenching. The effect of water cooling giving result of the ferrite migration from grain to grain boundary of the austenite phase. Dissimilar with this condition above, the air cooling present of the different phase. The ensuing microstructure was then examined for morphology using scanning electron microscopy (SEM) and verified for elemental analysis using X-Ra Diffraction (XRD) as well as X-ray fluorescence spectroscopy (XRF). All microstructural phenomena form in this reheating temperature showed by the morphological mapping matched. Results of the morphological mapping showed the precipitate nucleation is happening in water quench process. In air cooling the sheaves of parallel ferrite plates which nucleated at austenite grain surfaces seemly detect unclearly. At a higher temperature in air cooling process, the new phase was form followed by the process of fulfilling the ferritic structure by the manganese carbide which then was observed by the XRD analyses in its hkl orientation which was confirm as the pearlitic phase. Keywords: Austenitic manganese steel 3401, air cooling, water quenching, phase


ii

KATA PENGANTAR

Pertama dan yang paling utama penulis mengucapkan puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat, karunia dan ridho yang diberikan Nya kepada penulis sehingga tesis yang diberi judul “PERUBAHAN

FASA BAJA

MANGAN (FeMn) HADFIELD 3401 PADA PROSES PEMANASAN DAN PERLAKUAN PENDINGINAN CEPAT (water quenching) DAN LAMBAT ( air cooling ) “ dapat diselesaikan sesuai rencana semula. Tesis ini merupakan tugas akhir penulis pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Pada kesempatan yang baik ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih dan perhargaan yang sebesar-besarnya kepada : - Prof. Chairuddin P.Lubis,DTM&H,Sp.AK selaku Rektor Universitas Sumatera Utara dan Prof.Dr.Ir.T.Chairun Nisa B, M.Sc selaku direktur Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti Program Studi Magister Ilmu Fisika di Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara, Medan - Dr. Eddy Marlianto, M.Sc selaku Ketua Program Studi Magister Ilmu Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara dan Ketua Komisi Pembimbing. Dra Justinon,M.Si dan Ir. Reza Fadhillah, M.I.M selaku anggota pembimbing lapangan, yang dengan penuh kesabaran membimbing penulis selama melakukan penelitian sehingga tesis ini dapat diselesaikan. - Drs. Nasir Saleh,M.Eng.Sc. selaku Sekretaris Program Studi Magister Ilmu Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.


iii

- Bapak dan Ibu seluruh staf tenaga pengajar Program Studi Magister Ilmu Fisika Sekolah Pascasarjana USU atas kerja sama dan kebersamaannya mengatasi masalah selama perkuliahan bersama penulis - Seluruh staf administrasi Sekolah Pascasarjana USU, yang dengan penuh kesabaran memberikan pelayanan terbaik di Sekolah Pascasarjana USU. - Rekan – rekan seperjuangan, khususnya bang Tri Chandra Surapati dan Faridah Nuriana yang telah membantu penulis dan seluruh rekan-rekan mahasiswa angkatan III (05) Sekolah Pascasarjana USU atas kerja sama dan kebersamaan mereka dalam mengatasi berbagai masalah selama perkuliahan bersama penulis. - Secara khusus penulis menyampaikan terima kasih dan sayang yang mendalam kepada orang tua penulis, Ayahanda Alm Madroni Siregar. Dan Ibunda Almh. Hedyana Sihombing dan kedua mertua H. Abdus Salam dan Hj.Suarti R.A serta istri tercinta Tini Budiarti dan ananda tersayang Dina Shabrina Putri Siregar, Dini Rizqi Dwi Kunti Siregar, Abinubli Zaky Madroni Siregar, Atsil Aqli Shawab Siregar dan Abror Ashil Syukur Siregar yang senantiasa memberi dorongan dengan penuh kesabaran dan pengorbanan serta selalu mendoakan keberhasilan penulis dalam menyelesaikan studi. Semoga tesis ini bermanfaat bagi pembaca dan pihak-pihak yang memerlukannya.

Medan ,

Juli 2007

Penulis

S.K.Kurniawan Siregar


iv

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI Nama

: Drs.S.K.Kurniawan Siregar

Tempat/Tanggal lahir : P.Siantar , 20 April 1968 Alamat Rumah

: Komp. Pondok Surya Indah Blok IV No.123

Telepon/Hp

: (061)77245831/08153176531

e-mail

: [email protected]

Instansi Tempat Bekerja : SMP Negeri 40 Medan Alamat Kantor

: Jln. Klambir V gg.Samirujuk Medan

Telepon

: (061) 8453887

DATA PRIBADI SD

: SD Negeri 010097 Kisaran

Tamat : 1980

SMP

: SMP Swasta daerah Kisaran

Tamat : 1983

SMA

: SMA Negeri 1 Kisaran

Tamat : 1986

Strata-1

: FMIPA Universitas Sumatera Utara Medan

Tamat : 1992

Akta-IV

: FIP IKIP Medan

Tamat : 1996

Strata-2

: PS MIF SPs Universitas Sumatra Utara Medan Tamat : 2007


v

DAFTAR ISI

Halaman ABSTRAK

i

ABSTRACT

ii

KATA PENGANTAR

iii

RIWAYAT HIDUP

v

DAFTAR ISI

vi

DAFTAR TABEL

ix

DAFTAR GAMBAR

x

BAB.I

PENDAHULUAN

1

1.1

Latar Belakang

1

1.2

Perumusan Masalah

2

1.3 Tujuan Penelitian

4

1.4 Hipotesa

4

BAB.II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Baja

6 6

2.1.1 Baja paduan

7

2.1.2 Baja paduan Rendah berkekuatan Tinggi (HSLA = High Strength Low Alloy Steel)

8

2.2 Struktur Kristal

10

2.3 Bidang Kristalografi

14

2.4 Proses perlakuan panas

15

2.4.1 Proses Annelisasi

16


vi

2.4.2

Penahanan Temperatur (holding time)

16

2.4.3

Proses Pemanasan kembali (reheat treatment)

16

2.4.4 Media Pendinginan

17

2.5

Pendinginan

17

2.6

Rekristalisasi

19

2.6.1

Pemulihan (Recovery)

20

2.6.2

Rekristalisasi (Recrystalization)

20

2.7

Mikroskop Optik

22

2.8

X-ray diffracion (XRD)

24

2.9

Scanning Electron Microscopy (SEM)

26

METODOLOGI PENELITIAN

27

3.1

Diagram Alir Penelitian

27

3.2

Bahan – bahan

28

BAB.III

3.3 Peralatan

28

3.4 Prosedur Penelitian

28

3.4.1

Preparasi sampel

28

3.4.2

Perlakuan Panas

29

3.4.3

Pengujian Mikrosturktur

30

3.4.4

Scanning Electron Microscopy (SEM)

31

3.4.5

Pengujian X-ray diffracion (XRD)

32

HASIL DAN PEMBAHASAN

33

4.1

Uji Komposisi

33

4.2

Analisa Difraksi Sinar –X (X-Ray Diffraction)

34

BAB.IV


vii

4.3

Analisa gambar mikrosturktur 4.3.1

Analisa pada pemanasan 1050°C yang diikuti dengan pendinginan cepat (water quenching)

39

4.3.2

Analisa mikrostruktur pada pemanasan kembali 500°C

39

4.3.3

Analisa mikrostruktur pada pemanasan kembali 550°C

40

4.3.4

Analisa mikrostruktur pada aturan pemanasan kembali 600°C

40

Pemetaan Interpretasi fasa

43

4.3.5 BAB.V 5.1

39

KESIMPULAN DAN SARAN

46

Kesimpulan.

46

5.2 Saran

47

DAFTAR PUSTAKA

48

LAMPIRAN

50

viii


DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Tujuh sistem kristal dan parameter kisi

13

Tabel 3.1 Larutan Etsa

31

Tabel 4.1 Komposisi baja mangan Fe Mn dalam % wt

33

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran 2θ dan dvalue

35


ix

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1

Diagram fasa Fe - Mn

9

Gambar 2.2

Struktur Kristal BCC dari besi/ Baja pada suhu kamar

11

Gambar 2.3

Struktur Kristal FCC dari besi/ Baja pada suhu Tinggi

12

Gambar 2.4

Keempatbelas macam kemungkinan kisi Bravais

14

Gambar 2.5

Bidang kristalografi hkl [111]

15

Gambar 2.6

Diagram CCT (Continous Cooling Transformation) variasi media Pendinginan terhadap struktur mikro yang dihasilkan 18

Gambar 2.7

Proses Rekristalisasi

21

Gambar 2.8

Pengaruh deformasi pada temperatur awal rekristalisasi

22

Gambar 2.9

Skema mikroskop optik

23

Gambar 2.10 Peristiwa X-ray diffracion (XRD)

24

Gambar 2.11 Skematik Scanning Electron Microscope (SEM)

26

Gambar 3.1

Diagram alir Penelitian

27

Gambar 3.2

Bentuk dan ukuran benda uji

29

Gambar 3.3

Proses heat treatment dan re-heat treatment Pendinginan cepat (water quenching)

29

Gambar 3.4

Proses reheat treatment Pendinginan lambat (air cooling)

30

Gambar 4.1

Perbandingan sudut difraksi PW/1835 NC9430 keadaan awal Heatreatment 1050 0C, 60 menit dan Re-heatreatment 500 0C dengan Pendinginan Udara 30 menit dan 60 menit 36


x

Gambar 4.2

Perbandingan sudut difraksi PW/1835 NC9430 keadaan awal Heatreatment 1050 0C, 60 menit dan Re-heatreatment 550 0C dengan Pendinginan Udara 30 menit dan 60 menit 37

Gambar 4.3

Perbandingan sudut difraksi PW/1835 NC9430 keadaan awal Heatreatment 1050 0C, 60 menit Re-heatreatment 600 0C dengan Pendinginan Udara 30 menit dan 60 menit 38

Gambar 4.4

Menunjukkan serat-serat austenit baja Hadfield dengan twin-twin

39

Gambar 4.5a-l Hasil Mikrostruktur bahan uji

42

Gambar 4.6

43

Pemetaan Interpretasi fasa


xi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Baja mangan Hadfield yang mengandung kira-kira 1,2% karbon dan 12-14% mangan, umum digunakan dalam industri jalan kereta api pada kondisi fase austenit. Saat ini banyak yang berusaha meningkatkan sifat-sifat alloy dasar Hadfield dengan menyusun komposisi dan memvariasikan proses. Alloy tertentu ada yang berbahan dasar Fe-Mn-C dan digunakan untuk baja resistansi aus austenit, meningkatkan kekuatan, hasil yang relatif rendah pada bahan hasil pemanasan meningkatkan resistansi abrasi, dan yang berbahan dasar Fe-Mn-Cr yang digunakan untuk baja resistan-korosi. Hal ini terutama disebabkan karena kemudahan pembentukannya menjadi bentuk-bentuk yang berguna. Dalam pemilihan bahan haruslah sesuai sifat kekuatan dan penggunaannya, baik kuantitas maupun kualitas dari bahan tersebut. Ditemukan kelemahan dan kerusakan yang diakibatkan kurang tepatnya perlakuan terhadap baja tersebut. Baja dikeraskan sehingga tahan aus dan kemampuan memotongnya meningkat, atau baja dapat dilunakkan untuk kemudahan pemesinan lebih lanjut. Baja dengan butiran yang besar kurang tangguh dan memiliki kecenderungan untuk distorsi. Ukuran dari butir tersebut sangat menentukan kekuatan yang akan diperlukan. Dengan penambahan unsur mangan membuat butiran lebih halus, dalam baja dapat menaikkan kuat tarik


2

tanpa mengurangi atau sedikit mengurangi regang, sehingga baja dengan penambahan mangan memiliki sifat kuat dan kenyal. Dalam hal ini perlakuan panas serta pendinginan yang diberikan kepada baja memegang peranan yang cukup penting karena mampu merubah sifat-sifat mekanik sedangkan sifat-sifat sebelumnya masih dimiliki oleh material tersebut. Peneliti tertarik untuk meneliti dan membandingkan dan melihat jika baja mangan dipanaskan sampai fasa austenit. Dimana temperatur pemanasan dilakukan diantara 500ºC-600ºC

dan pada setiap penahanan dilakukan pada

waktu penahanan yang berbeda selama 30 menit dan 60 menit. Sehingga nantinya akan diharapkan terjadi perubahan fasa, ukuran butir dan struktur fasa baja mangan serta sifat mekanik dari baja mangan tersebut. Adapun pelaksanaan penelitian ini meliputi antara lain : menguasai teknologi preparasi bahan baku. Karakteristik yang diamati meliputi : uji komposisi, analisa X-Ray Diffraction (XRD), analisa mikrosrtuktur dengan Semafore dan Scanning Electron Microscope (SEM).

1.2 Perumusan masalah Baja Hadfield AISI 3401 dengan kandungan mangan austenit tinggi menunjukkan kombinasi sifat-sifat unik, misalnya, kekuatan tinggi dan kekenyalan tinggi, dan resistansi terhadap aus dan pembebanan tubrukan berat. Sifat-sifat ini menjadikan baja sangat berguna dalam berbagai aplikasi, misalnya, jalan kereta api, pelapis kilang penggiling, jepitan dan kerucut penghancur, palu dan bahkan helm anti-peluru. Penelitian sebelumnya juga


3

melaporkan bahwa baja mangan Hadfield dengan komposisi Fe 1,2%C dan 12%Mn, biasanya mempunyai struktur fase austenit yang bisa bermetastatis yang diperoleh dengan pendinginan-air atas baja dari temperatur pemanasan 1050°C. Pengolahan ini disebut “pengerasan air”. Proses ini menghasilkan larutan padat karbida yang menyebabkan kerapuhan dan produksi austenit yang hampir murni. Batas-batas butir austenit terdefinisi dengan baik dan memiliki ketebalan yang kira-kira merata. Kekerasan dalam kondisi ini diperlihatkan pada mikrostruktur baja mangan. Jika baja mangan hasil pengerasan air dilembutkan, maka terjadilah dekomposisi parsial austenit. Tingkat dekomposisi ini tergantung pada waktu dan temperatur perlakuan pemanasan. Ini segera dimulai dengan pengendapan besi dan mangan karbida pada batas-batas butir, yang secara progresif diikuti oleh kemunculan unsur accicular yang kemudian meluas sampai ke interior butir. Pengendapan karbida di batas-batas butir dengan cara ini menghasilkan pembentukan fase baru dengan kondisi rapuh. Baja Mangan Hadfield standar (Fe - 1,2%C - 13%Mn) dalam kondisi ascast mengandung karbida accicular (Fe, Mn)3C. Praktek industri yang umum untuk mengatasi masalah potensial adalah mengolah-panas bahan pada 1000°1090°C hingga selama 60 menit yang diikuti dengan pendinginan air. Prosedur ini biasanya bisa melarutkan seluruh karbida (Fe, Mn)3C. Dalam kondisi ini, baja sangat lunak. Pembahasan pada material baja mangan adalah pengaruh temperatur, komposisi material terhadap perlakuan panas serta waktu dan laju pendinginan


4

sampai fasa austenit. Berdasarkan diagram fasa Fe Mn, baja mangan Fe Mn dipanaskan hingga mencapai fasa austenit, kemudian didinginkan secara cepat (water quenching ) dan secara lambat (air cooling) akan terjadi perubahan fasa dan membentuk struktur fasa stabilnya.

1.3 Tujuan Penelitian 1. Untuk meningkatkan mikrostruktur baja mangan austenit Hadfield AISI 3401 . Khususnya, kami meneliti perubahan fasa baja mangan Hadfield dalam proses pendinginan cepat (water quenching ) dan lambat (air cooling) 2. Dari hasil yang dilakukan diharapkan dapat memahami struktur mikro baja manggan yang diberi perlakuan panas dengan pendinginan cepat (water quenching ) dan lambat (air cooling) dengan menggunakan X-Ray Diffraction(XRD). 3. Penelitian ini diharapkan dapat membuat penyusunan peta structur mikro dari baja manggan yang telah diberi perlakuan sebagai dasar acuan dalam dunia industri. Memperkaya khasanah studi fisika metalurgi bagi para rekayasawan yang berminat dalam bidang material di Indonesia.

1.4 Hipotesis 1. Dengan

menyusun

komposisi

dan

memvariasikan

proses

akan

meningkatkan sifat-sifat dasar alloy baja mangan Hadfield AISI 3401.


5

2. Baja mangan Hadfield AISI 3401 mempunyai struktur fase austenit yang bisa bertransformasi membentuk fasa baru yang diperoleh dengan pendinginan-air atas baja dari temperatur pemanasan 1050°C. Pengolahan ini disebut “pengerasan air”. Proses ini menghasilkan baja mangan Hadfield AISI 3401 mempunyai struktur fase austenitnya diperoleh dengan jalan menghomogenisasi baja tersebut dari pemanasan 1050°C dengan pendinginan cepat (water quenching ) pada proses homogenisasi ini akan dihasilkan larutan padat karbida yang menyebabkan kerapuhan.


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Baja Baja terdiri dari besi ditambah paduan antara lain karbon, dimana unsur karbon (C) menjadi dasar campurannya. Disamping itu, baja mengandung unsur paduan lain, misalnya sulfur (S), fosfor(P), silicon (Si) dan mangan (Mn) yang jumlahnya dibatasi berdasarkan kegunaanya atau kepentingan fabrikasi, dan disesuaikan berdasarkan standard ASTM (American Society for Testing and Material). (Amanto, 1999). “Secara garis besar baja karbon (Fe3C) dapat dikelompokkan sebagai berikut “ (Amstead, 1993, hal : 51) A. Baja karbon 1. Baja karbon rendah (<0.30% C) 2. Baja karbon menengah (0.30 < C<0.7%) 3. Baja karbon tinggi (0.70

7

3. Baja paduan tinggi (high-alloy steel), jika elemen paduannya > 10% misalnya unsur Cr, Mn, Ni, S, Si,P, dan lain-lain.

2.1.1 Baja Paduan Baja paduan dihasilkan dengan biaya lebih mahal bila dibandingkan dengan baja karbon lainnya, karena pertambahan biaya tersebut akibat pengerjaan khusus yang dilakukan dalam dunia industri. Baja paduan didefenisikan sebagai suatu besi yang ditambah paduan (alloy) dengan satu atau lebih unsur paduan seperti nikel, kromium, molibden, vanadium, mangan dan wolfram dan lainlain(Amanto,1999), dan sesuai dengan baja yang

sifat fisis dan mekanis

disesuaikan dengan kebutuhan pasar. Besi ditambah dengan paduan dari beberapa unsur yang berbeda memberikan sifat fisis material yang diinginkan. Misalnya Fe dipadu dengan alloy Mn,Si,Ni dan Cr akan menghasilkan sifat keras dan kenyal. Ni dan Cr bersifat katodik terhadap baja dan bertindak sebagai lapisan penghalang yang melindungi permukaan baja sehingga baja tahan terhadap karat atau korosi. Bila baja ditambah dengan paduan kromium dan molibden maka menghasilkan baja memiliki sifat kekerasan dan kenyalan yang lebih baik dan tahan terhadap panas (Amanto, 1999). Pada umumnya baja paduan memiliki sifat yang unggul dibandingkan dengan baja karbon, diantarannya (Amstead, 1993,): 1. Keuletan tinggi


8

2. Mampukerasannya bila dicelup dalam minyak maupun didinginkan di udara, kemungkinan retak atau distorsinya akan berkurang. 3. Tahan terhadap korosi dan keausan yang tergantung pada jenis paduannya. 4. Sifat fisisnya tidak banyak berubah tetapi tahan terhadap perubahan suhu. 5. Memiliki butiran yang halus dan homogen. Baja paduan dengan sifat khusus antara lain : baja tahan karat (Stainless Stell), baja paduan rendah berkekuatan tinggi (High Strenght-Low Alloy Steel=HSLA), dan baja perkakas (Tool Steel).

2.1.2 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi Suatu sistem paduan terdiri dari penambahan unsur atau paduan dengan komposisi tertentu sesuai dengan sifat material yang dikehendaki. Dari diagram keseimbangan Fe Mn (Gambar 2.1) fasa yang terjadi terdiri dari fasa tunggal (α,γ,β) dan fasa ganda (α + γ), pearlit dan lain-lain. Suatu paduan dapat berupa susunan yang homogen atau campuran (mixture). Jika berupa susunan yang homogen paduan akan terdiri dari satu fasa tunggal dan bila berupa campuran akan terdiri dari beberapa fasa. Baja paduan bila kandungan paduan Nikel, Khrom, Molibden, Mangan dan Silikon berjumlah sekitar ± 5% wt. Baja paduan rendah berkekuatan tinggi (HSLA) terdiri dari kelompok baja yang bersifat khusus, dengan komposisi kimia khusus dan mempunyai sifat mekanik yang lebih baik. Sifat dari HSLA antara lain kekuatan tarik (tensile strength) yang tinggi, anti bocor, tahan terhadap goresan (abrasi), mudah dibentuk, tahan terhadap korosi, ulet, sifat mampu mesin


9

yang baik dan mampu las yang tinggi. Untuk mendapatkan sifat-sifat tersebut maka baja diproses secara khusus dengan menambahkan unsur paduan seperti : tembaga (Cu), nikel (Ni), Chromium (Cr), Molybdenum (Mo), Mangan (Mn), Vanadium (V) dan cobal (Co).

Gambar 2.1 Diagram Fasa Fe – Mn ( Bain, 1939)


10

Baja HSLA dapat dihasilkan pada kondisi pengerolan panas. Sifat mekanik baja HSLA dipengaruhi oleh kehalusan butiran, dislokasi, kekerasan, dan presipitasi. Jenis baja paduan rendah (HSLA) disesuaikan berdasarkan standard ASTM. Robert Hadfield tahun 1882 menemukan Baja mangan austenitic yang mengandung 1.2% C dan 12% Mn. Menurut Lipin (1885) baja mangan harus mengandung kadar mangan lebih dari 10 persen . Paduan Fe Mn dengan struktur fasa austenit, andaikan komposisi Mn 12 % . Diagram fasa baja mangan

(Gambar 2.1) secara umum berfungsi sebagai

panduan dalam menentukan temperatur kerja pada komposisi unsur yang bervariasi dalam proses perlakuan panas yang diberikan terhadap baja. Berdasarkan temperatur dan komposisi yang dominan akan diperoleh fasafasa sebagai berikut : 1. Baja dengan komposisi Mn 12 % wt pada temperature 1000 oC - 1400 oC terbentuk fasa austenit (γ). Diatas temperatur 1550 oC terbentuk fasaliguid (L). 2. Komposisi Mn 12 % wt pada baja dengan temperatur 400 oC – 650 oC terbentuk fasa α Fe , γ Fe dan karbida mangan. 3. Pada temperatur 400 oC fasa α Fe lebih dominan dari

fasa γ Fe, pada

temperatur 600 oC sebaliknya fasa γ Fe lebih dominan dari fasa α Fe.

2.2 Struktur Kristal Logam , seperti bahan lainnya, terdiri dari susunan atom-atom. Dalam pengertian, atom-atom dalam kristal logam tersusun secara teratur dan susunan


11

atom-atom tersebut menentukan struktur kristal dari logam. Susunan (tumpukan) terkecil dari atom-atom tersebut merupakan cell unit. Susunan atom-atom yang teratur dalam tiga dimensi menurut suatu pola tertentu dinamakan kristal. Dalam logam, kristal dianggap sebagai butiran (grain). Batas pemisah antara dua kristal disebut batas butir (grain boundary). Pada suhu kamar, besi dan kebanyakan baja memiliki bentuk struktur BCC (body centered cubic) . Dalam hal ini cell unit dari atom-atom disusun sebagai sebuah kubus dengan atom – atom menempati kedelapan dari sudut kubus dan satu atom berada dipusat kubus (Gambar 2.2 ).

Gambar 2.2

Struktur Kristal BCC dari besi/ Baja pada suhu kamar (Adnyana,1994)


12

Gambar 2.3

Struktur Kristal FCC dari besi/ Baja pada suhu Tinggi (Adnyana,1994)

Pada temperatur yang tinggi , besi dan kebanyakan baja membentuk struktur FCC (face centered cubic). Dalam struktur ini cell unit merupakan sebuah kubus dengan atom-atom menempati kedelapan sudut kubus dan atom lainnya berada pada pusat masing-masing dari keenam bidang kubus (Gambar 2.3) Pada struktur kristal BCC jumlah bidang gesernya lebih sedikit sehingga kemampuan atom-atom untuk bergeser atau mengalami dislokasi akibat deformasi akan menjadi lebih terbatas (lebih sulit) sehingga membutuhkan energi yang lebih besar untuk menggerakkan dislokasi jika dibandingkan dengan struktur kristal FCC. Hal inilah yang menyebabkan logam dengan kristal BCC biasanya lebih kuat (tetapi kurang liat) jika dibandingkan dengan logam kristal FCC yang biasa


13

menunjukkan kekuatan yang rendah tetapi memiliki keliatan (ductility) yang tinggi Terdapat tujuh sistem kristal, dengan karakteristik geometriknya seperti tercantum dalam Table 2.1. Dari ketujuh sistem kristal tersebut ternyata ada 14 jenis bentuk space lattice yang mungkin terjadi seperti Gambar 2.4.

Tabel 2.1 Tujuh sistem kristal dan parameter kisi (Cullyti,1978) No

Struktur

Sumbu

Sudut sumbu

1.

Triclinic

a≠b≠c

α ≠ β ≠ Y ≠ 90o

2.

Monoclinic

a≠b≠c

α = β = 90o ≠ Y

3.

Orthorombic

a≠b≠c

α = β = Y = 90o

4.

Tetragonal

a≠b≠c

α = β = Y = 90o

5.

Cubic

a=b=c

α = β = Y = 900

6.

Trigonal

a=b=c

α = β = Y ≠ 90o

7.

Hexagonal

a=b=c

α = β = 900, Y ≠ 120o

Logam-logam membeku membentuk kristal dengan sistem kristal kubus atau sistem kristal hexagonal. Dari keempatbelas jenis space lattice, hanya 3 macam dijumpai pada logam-logam yang biasa digunakan yaitu : 1. Face Centered Cubic (FCC) atau Kubus Pemusatan Sisi (kps) 2. Body Centered Cubic (BCC) atau Kubus Pemusatan Ruang (kpr) 3. Hexagonal Close-Packed (HCP) atau Hexagonal Tumpukan Padat (HTP)


14

Gambar 2.4

Keempatbelas macam kemungkinan kisi Bravais (Cullyti,1978)

2.3 Bidang Kristalografi Bidang didalam lattice kristal dimana terdapat susunan atom-atom merupakan bidang kristalografi (Indeks Miller). Untuk menentukan Indeks Miller dari suatu bidang kristalografi dibuat suatu koordinat ruang melalui susunan


15

atom-atom, dengan mengambil suatu titik atom pada lattice sebagai titik pusat koordinat ruang. Secara umum bidang kristalografi ditulis bidang (hkl). Pada sistem kristal dapat dibuat bidang yang tak terhingga banyaknya, tetapi yang mempunyai arti penting kepadatan atom yang tinggi dan jarak antar bidang yang besar merupakan keluarga bidang [110] untuk sistem BCC, dan keluarga bidang [111] untuk sistem FCC (Gambar 2.5)

Gambar 2.5

Bidang kristalografi hkl [111] (Peter,1985)

2.4 Perlakuan Panas (Heat treatment) Perlakuan panas merupakan kombinasi

proses pemberian panas pada

logam atau paduan pada keadaan padat hingga temperatur dan waktu tertentu kemudian dilanjutkan dengan proses pendinginan yang sesuai sehingga sifat fisis, mekanis diinginkan (Thong, 1998 dan Bawa,1986). Perlakuan panas antara lain Anelisasi, Normalisasi, Tempering, Austemper, dan sebagainya.


16

2.4.1

Prosse Anelisasi Anelisasi merupakan proses perlakuan panas yang bertujuan untuk

mendapatkan butir yang seragam. Berdasarkan gambar 2.1 proses anil dilakukan pada temperatur austenit 1000oC sampai 1400oC, selanjutnya didinginkan dengan cara dicelupkan kedalam air (water quenching) sampai temperatur kamar.

2.4.2

Penahanan Temperatur (Holding Time) Penahanan suhu selama beberapa waktu (holding time) bertujuan agar

karbon yang terdapat dalam karbida dapat larut ke fasa austenit secara merata dan temperatur yang diterima pada permukaan dan bagian dalam baja merata sehingga pada waktu dilakukan pencelupan cepat (quenched) tidak mengalami retakan. Waktu yang diperlukan untuk penahanan temperatur (holding time) tergantung pada jenis baja yang diberi perlakuan panas (heat treatment).

2.4.3

Proses Pemanasan Kembali (Reheat Treatment) Proses reheat treatment pada baja yang telah dianilisasi bertujuan untuk

memicu terbentuknya suatu fasa baru yang dapat mempengaruhi stuktur mikro dari baja. Fasa baru yang diinginkan adalah fasa pearlit yang terbentuk di batas butir ferrit pada temperatur 600oC sampai 900oC. Penambahan volume fasa pearlit terjadi seiring dengan lamanya waktu penahanan yang diberikan, selanjutnya dilakukan pendinginan di udara (air cooling) sampai temperatur kamar agar fasa pearlit yang terbentuk dengan baik di batas butir.


17

2.4.4

Media Pendingin Keberhasilan suatu proses pengerasan atau pengerjaan panas dari baja

sangat dipengaruhi oleh kecepatan pendinginan karena struktur yang terbentuk dari hasil pendinginan yang sangat beraneka ragam jenisnya. Medium pendingin yang sering digunakan khususnya pada proses pengerasan adalah : 1. Air (H2O) 2. Minyak (Oli) 3. Udara Dari ketiga media pendingin tersebut, yang paling cepat mendinginkan adalah air kemudian oli dan yang paling lambat adalah udara. Kecepatan atau laju pendinginan sangat mempengaruhi struktur mikro (grain size) dari logam. (Beurmer, 1980). 2.5 Pendinginan Proses pendinginan dilakukan setelah perlakuan panas diberikan pada logam atau paduan baja. Pendinginan terbagi dua yaitu, pendinginan cepat dan pendinginan lambat dengan berbagai media pendinginan yang digunakan, Gambar 2.6. diantaranya: 1. Pencelupan (quenching) dengan media ; air, minyak, es, dan dry ice 2. pendinginan di ruangan atau dikenal dengan air cooling 3. pendinginan di dalam tungku atau dikenal dengan furnace cooling Pendinginan cepat bertujuan agar terbentuk struktur mikro yang berubah dari keadaan annelisasi sehingga dihasilkan baja dengan kekerasan yang mudah


18

getas, sedangkan pendinginan lambat bertujuan agar didapat struktur mikro yang lebih stabil dikarenakan perubahan bentuk butir terjadi secara perlahan sehingga menghasilkan baja yang lunak dan ulet. Umumnya di diginkan mendadak (quenching) ini digunakan untuk memberikan kekerasan yang tinggi pada baja, memberikan kekuatan mekanis, dan mempertahankan keuletan dari suatu baja. Pengerasan (hardening) yaitu pemanasan baja diatas temperatur kritis, dipertahankan pada temperatur ini lalu di dinginkan mendadak (quenching). Karena mendadak dalam hal pendinginan, maka unsur-unsur karbon (C) tidak sempat keluar (terperangkap) menjadi α sehingga timbul tegangan dalam atom-atom C yang tinggal, dengan kata lain dari kubus menjadi tetragonal, sehingga baja menjadi keras.

Gambar 2.6 Diagram CCT (Continous Cooling Transformation) variasi media pendinginan terhadap struktur mikro yang dihasilkan ( Shackelford, 1996)


19

Setelah proses quenching akan diperoleh kekerasan tinggi tetapi pada saat bersamaan akan timbul tegangan dalam yang tinggi yang dapat mengakibatkan baja menjadi rapuh (brittle). Untuk menghilangkan tegangan dalam (internal stress).

2.6 Rekristalisasi Akibat dari pengerjaan dingin (Cold working) kekerasan, kuat tarik dan tahanan listrik akan naik tetapi keuletan menurun, dan juga terjadi peningkatan jumlah dislokasi yang besar dan bidang kristalografi tertentu akan mengalami distorsi yang hebat. Sebagian dari energi yang diberikan untuk mendeformasi logam tersebut dikeluarkan lagi sebagai panas, dan sebagian lagi tetap tersimpan dalam struktur kristal sebagai energi dalam yang dikaitkan dengan cacat kristal yang terjadi sebagai akibat dari deformasi. Bila logam yang telah mengalami pengerjaan dingin dipanaskan kembali

maka

atom-atom

akan

menerima

sejumlah

energi,

dan

membentuknya menjadi energi panas yang dapat dipakai untuk bergerak dan memebentuk sejumlah kristal yang bebas cacat, bebas tegangan dalam. Peristiwa perubahan yang terjadi selama proses pemanasan kembali dibagi menjadi tiga tahap: 1. Pemulihan (Recovery ) 2. Rekristalisasi (Recrystalization) 3. Pertumbuhan butir (Grain growth)


20

2.6.1 Pemulihan (Recovery) Pemulihan terjadi pada awal pemanasan kembali dengan temperatur rendah, dan perubahan tidak diikuti dengan perubahan struktur, serta perubahan sifat mekanik. Perubahan yang terjadi hanyalah berkurangnya tegangan dalam. Perlunya pengurangan tegangan dalam ini untuk dapat mencegah terjadinya distorsi pada bahan yang mengalami pengerjaan dingin akibat tegangan sisa.

2.6.2 Rekristalsasi (Recrystalization) Pemanasan kembali hingga temperatur yang lebih tinggi akan menyebabkan munculnya kristal yang baru dari kristal yang terdistorsi, dengan struktur kristal dan komposisi kimia yang sama pada saat sebelum pengerjaan dingin, kecuali kristal yang dendrite, kristal yang tadinya dendrite, setelah pengerjaan dingin dan pemanasan kembali bentuk dendrite akan hilang. Kristal baru yang mula-mula muncul pada batang kristal yang mengalami distorsi paling hebat yang terjadi pada batas butir dan bidang slip. Kelompok-kelompok atom (cluster of atom) disekitarnya menjadi inti. Sehingga inti bertumbuh menjadi kristal baru, yang lebih besar dan akhirnya kristal lama yang terdeformasi akan habis. Rekristalisasi terjadi melalui pergantian dan pertumbuhan. Untuk memperoleh suatu proses rekristalisasi diperlukan masa inkubasi. Maka inkubasi diperlukan sebagai waktu untuk mengumpulkan sejumlah energi


21

yang cukup memulai rekristalisasi. Mula-mula laju kristalisasi rendah kemudian cepat dan akhirnya melambat lagi menjelang akhir proses (Gambar 2.7).

Gambar 2.7 Proses Rekristalisasi (Wahid,1987) Rekristalisasi

dapat

terjadi

pada

temperatur

tertentu

yang

dinamakan tenperatur rekristalisasi temperatur dimana logam yang dideformasi dingin akan mengalami rekristalisasi, yang dapat selesai dalam satu jam. Tingginya temperatur rekristalisasi ini dipengaruhi oleh besarnya

deformasi

dingin

sebelumnya

(Gambar

2.8).

temperatur

rekristalisasi makin rendah bila logam telah mengalami pendinginan. Logam yang dideformasi pada temperatur diatas temperatur rekristalisasi

akan

langsung

mengalami

rekristalisasi

dan

setelah

deformasi selesai akan diperoleh kristal yang sama dengan kristal sebelum mengalami deformasi (pengerjaan panas).


22

Gambar 2.8 Pengaruh deformasi pada temperatur awal rekristalisasi (Wahid,1987).

2.7

Mikroskop Optik Sebelum dilakukan pengamatan mikroskop optik, benda uji dilakukan

pemolesan kemudian dietsa dengan bantuan larutan kimia yang sesuai dan dapat emberikan

gambaran

ukuran

butir,

distribusi

fasa,

keteraturan

dan

ketidakteraturan butir. Mikroskop optik atau mikroskop cahaya terdiri dari tiga bagian pokok, yaitu : a. Lensa pemantul (illuminator), untuk memantulkan permukaan logam b. Lensa objektif yang mempunyai daya pisah. c. Lensa mata (eyepiece), lensa okuler untuk memperbesar bayangan yang terletak terbentuk oleh lensa objektif. Sebagaimana pada Gambar 2.9, berkas horizontal cahaya dari sumber cahaya dipantulkan dengan memakai reflektor kemudian melalui lensa objektif


23

dan diteruskan keatas permukaan benda uji. Beberapa cahaya dipantulkan dari permukaan benda uji akan diperbesar melalui lensa objektif, akan berlanjut ke atas melalui bidang reflektor kembali dan akan diperbesar lagi oleh lensa okuler (eyepiece).

Gambar 2.9 Skema mikroskop optik (Vander,1984)

Kekuatan pembesaran awal dari lensa objektif dan okuler biasanya digambarkan pada puncak lensa, dimana pada pucak lensa diletakkan kamera untuk menggambarkan hasil pembesaran tersebut.


24

2.8

X- Ray Difraction (XRD) Sinar x merupakan gelombang elektromagnetik yang dapat digunakan

untuk mengetahui struktur kristal dan fasa suatu material. Bila sinar x dengan panjang gelombang λ diarahkan kesuatu permukaan kristal dengan sudut datang sebesar θ, maka sebagian sinar akan dihamburkan oleh bidang atom dalam kristal. Berkas sinar – x yang dihamburkan dalam arah-arah tertentu akan menghasilkan puncak-puncak difraksi yang dapat diamati dengan peralatan X-Ray Diffraction (Cullity 1978)

Gambar 2.10 Peristiwa difraksi sinar –x (Cullity 1978) Pada Gambar 2.10 diatas terlihat bahwa suatu sinar – x yang panjang gelombangnya λ jatuh pada suatu permukaan material dengan sudut θ terhadap permukaan bidang Bragg yang jarak antaranya d. seberkas sinar mengenai atom A pada bidang pertama dan atom B pada bidang berikutnya, dengan masing-masing atom menghambur sebagian berkas tersebut dalam arah rambang, interferensi konstruktif hanya terjadi antara sinar yang terhambur sejajar dan beda jarak jalannya tepat λ 2λ, 3λ dan seterusnya. Jadi beda jarak jalan harus nλ dengan n menyatakan bilangan bulat.


25

Berkas sinar yang dihambur oleh A dan B yang memenuhi ialah yang bertanda I dan II. Dari Gambar 2.10 di atas diperoleh : CB = BD = d sin θ DB = d Sudut ACB = sudut ADB Beda lintasan antara 1 dan 2 adalah : CB + BD = d sin θ + d sin θ = 2d sin θ = nλ Menurut syarat terjadinya difraksi, beda lintasan merupakan kelipatan bilangan bulat dari panjang, sehingga hal tersebut dirumuskan W. L. Brag (Edgar,1939).

nλ = 2d sin θ

dengan n

.........................……………………………………(2-1)

= orde difraksi (n = bilangan bulat 1, 2,3…)

λ

= panjang gelombang sinar – X

d

= jarak antar bidang

Stuktur kristal dapat dilihat dengan analisa difraksi sinar – X. Setiap material yang diidentifikasikasi mempunyai nilai d yang berbeda dan harganya tergantung pada posisi bidang kristal tersebut. Struktur kristal dan fasa dapat diketahui dengan cara membandingkan nilai d terukur dengan nilai d pada data standar yang diperoleh melalui JCPDS (Joint Of Committe Powder Difraction Standard) atau Hanawalt Methode.


26

2.9 Scanning Electron Microscope (SEM) Scanning Electron Microscope (SEM) adalah

mikroskop

yang

menggunakan berkas elektron sebagai sumber pencahayaannya, mempunyai daya pisah yang tinggi (□ = 200 – 0.1 Ǻ), sehingga dapat difokuskan kedalam titik (spot) yang sangat kecil. Dengan alat ini dapat dilakukan analisa struktur dan morfologi .

Gambar 2.11 Skematik Scanning Electron Microscope (SEM)(Thong,1998) SEM memiliki pembesaran bervariasi mulai dari 500 kali sampai 10.000 kali pembesaran sehingga dapat menunjukkan bagian-bagian yang tidak terlihat ketika diuji dengan mikroskop optik. Elektron ditembakkan ke lintasan yang memiliki kevakuman yang tinggi. Molekul gas (dalam hal ini gas nitrogen) akan menangkap elektron sehingga elektron yang terhambur akan mengenai benda uji.


BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Penelitian

SAMPEL ( Fe Mn) ANALISIS KOMPOSISI XRF,Spektrometer

Perlakuan panas

Tanpa Perlakuan

1050 0C (WQ)

Perlakuan panas kembali

500 0C

550 0C

600 0C

500 0C

550 0C

600 0C

30 menit 60 menit

30 menit 60 menit

30 menit 60 menit

30 menit 60 menit

30 menit 60 menit

30 menit 60 menit

Pendinginan udara

Pendinginan udara

Pendinginan udara

Pendinginan air

Pendinginan air

Pendinginan air g

Observasi Metallographi , XRD ,SEM Ob i Data hasil Eksperimen, Diskusi KESIMPULAN

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian


28

3.2 Bahan-Bahan 1. Baja Mangan Hadfield AISI 3401 2 Larutan Alumina 3. Larutan Etsa ( HNO3 + Ethanol ) 4. Alkohol 96 % 5. Kertas Pasir ( 100, 350, 600, 800, 1000, 1500, 2000 ) mesh 6. Kain Beludru 7. Air ( Aquades ) 3.3 Peralatan 1. Mesin potong sampel 2. Tungku pemanas ( Furnace ) Vectar VHT – 3 3. Optical Microscopy ( Epiplan Hdlenz, Carl Zeiss, 220 V – 60 Hz, 80 VA) 4. Mesin Poles ( Polisher ) 5. Scanning Electron Microscopy 6. Penjepit sampel 7. Pengering (Specimen dryer) 8. XRD apparaturs 3.4 Prosedur Penelitian 3.4.1 Preparasi Sampel Spesimen test untuk penelitian metallografik dipotong dan dipreparasi dari pelat-pelat di atas, yang mempunyai ukuran 1 × 2 × 2,5 cm (Gambar 3.2) dengan mesin pemotong presisi untuk menghindari perubahan transformasi fase. Kemudian sampel dimonting menggunakan resin dengan bantuan pencetakan pipa


29

paralon diameter 1.5 inchi. Sampel diletakkan didalam cetakan disiram dengan resin yang telah dicampur dengan katalis.

1 cm

2,5 cm 2 cm

Gambar 3.2 Bentuk dan ukuran benda uji 3.4.2 Perlakuan Panas Setelah semua benda uji selesai dipreparasi, kemudian dilakukan perlakuan panas yang terbagi atas 2 tahap 1 Proses Anelisasi Benda uji yang telah dipreparasi diolah-panas pada temperatur 1050°C selama 60 menit pada tungku listrik PID pengolah-panas tipe Vectar VHT-3, kemudian semua benda uji didinginkan dengan cara dicelup cepat (quench) ke dalam air (Gambar 3.3) sehingga benda uji akan menjadi keras dengan struktur mikro yang lebih teratur.

Temperatur ( C )

Waktu Penahanan

Laju Pemanasan

Laju Pendinginan

Waktu (menit)

Gambar 3.3 Proses heat treatment dan re-heat treatment Pendinginan cepat (water quenching)


30

2 Proses Pemanasan Kembali (Re-Heat Treatment). Sebagai

pengolahan

kedua,

sampel

diolah-panas

kembali

dalam

temperatur yang berbeda dengan waktu yang bervariasi. Temperatur yang dipilih untuk pengolahan-panas kembali sampel adalah dari 500°C sampai 600°C dengan tahapan peningkatan 50°C dengan waktu pemanasan yang bervariasi. Temperatur prediksi ini didasarkan pada diagram fasa Fe-Mn. Setelah pemanasan dengan waktu yang bervariasi (30 menit dan 60 menit), kemudian pendinginan sampel dibedakan medianya, didinginkan didalam air (water quenching) Gambar 3.3 dan diudara (air cooling) Gambar 3.4 .

Temperatur ( C )

Waktu Penahanan Laju Pendinginan

Laju Pemanasan

Waktu (menit)

Gambar 3.4 Proses reheat treatment Pendinginan lambat (air cooling)

3.4.3 Pengujian Mikrostruktur Proses kerja, sampel harus digerinda di dalam mesin pemoles dengan menggunakan kertas ampelas dari 100, 350, 600, 800, 1000, 1500 hingga 2000 mesh. Untuk sebagian besar operasi, dengan laju rotasi 450 putaran/menit. Setelah penggerindaan selesai pada kertas ampelas 2000 mesh, Sampel dipoles dengan menggunakan pasta alumina 1µ untuk memperoleh permukaan mirip cermin, dan


31

kemudian sampel dibersihkan dengan menggunakan mesin pembersih ultrasonik, Branson 1210, Model B1210E-MT 47 KHz, 230 Volt. Proses etsa dengan menggunakan alat etsa adalah seperti yang diperlihatkan pada tabel dibawah. Sampel dietsa dengan alat etsa standar dalam urutan larutan A, B, C. (tabel 3.1) dan kemudian dipoles kembali untuk menghilangkan semua berkas alat etsa. Tabel 3.1 Larutan Etsa (Lampiran E) Jenis larutan

Komposi

Larutan A

100 ml alkohol

3 ml HNO3

Larutan B

90 ml ethanol

10 ml HCl

Larutan C

100 ml ethanol

2 ml NH4OH

Penentuan sifat-sifat Mikrostruktur dilanjutkan dengan alat mikroskop analisator bayangan optik (Epiplan Hdlenz, Carl Zeiss, 220 V – 60 Hz, 80 VA) dengan pembesaran 200X.

3.4.4. Scanning Electron Microscope (SEM) Analisa struktur mikro dari suatu bahan dapat dilakukan dengan menggunakan SEM. Prosedur preparasi sampel dan pemotretannya adalah sebagai berikut : a. Sampel yang akan dianalisa dengan SEM harus dipoles dengan diamond paste mulai dari ukuran yang paling kasar hingga 0,25 µm, dimana permukaannya menjadi halus dan rata. b. Pembersihan permukaannya dari lemak dan pengotor lainnya dengan menggunakan ultrasonic cleaner selama 2 menit dan menggunakan bahan alkohol c. Pelapisan permukaan sampel dengan bahan emas dan selanjutnya difoto bagian-bagian yang diinginkan dengan perbesaran tertentu.


32

3.4.5

Pengujian X-Ray Diffraction (XRD) Pengujian XRD dilakukan untuk mengetahui perubahan struktur

kristal dari fasa-fasa yang terdapat pada benda uji mulai keadaan awal sampai diberi perlakuan panas. Untuk sifat pengolahan, sampel diperiksa dengan menggunakan X-Ray Diffraction (Philips, PW/1835 NC9430 seluruhnya dihubungkan dengan interface temperatur komputer) .


BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Uji Komposisi Komposisi kimia dari sampel uji Baja Mangan Hadfield yang digunakan AISI 3401 dengan komposisi kimia seperti yang diperlihatkan dalam Tabel 4.1. Tabel 4.1 Komposisi Baja Mangan Hadfield (AISI 3401) dalam %wt Modifikasib

Modifikasic

1,0-1,2

1,059

-

% Mn

11-14

11,34

11,36

% Si

-

0,3694

0,6252

% Ni

-

0,1345

(Zr) 0,0599

% Cr

-

0,1362

0,1668

Komposisi

Standara

%C

a b c

Baja Hadfield standar secara teoritis Komposisi analisa aktual dengan Spektrometer Komposisi analisa aktual dengan XRF Komposisi kimia dikaji dengan menggunakan spektrometer, XRF data

hasil pada lampiran A. Dari Tabel 4.1 dari uji yang dilakukan terdapat dominasi unsur Mn dengan perbandingan unsur Mn : C = 11,34 : 1.059. Pada pengujian XRF tdak dapat diketahui % wt C terlihat dari puncakpuncak hasil XRF tidak terlihat adanya puncak C, dengan spektro meter optik % wt atom C dapat diketahui sebesar 1.059 % wt.


34

4.2. Analisa Difraksi Sinar –X (X-Ray Diffraction) Puncak difraksi dapat diidentifikasi dengan cara membandingkan nilai d terukur (Lampiran B) dengan nilai d pada data standar yang diperoleh dari PCPDFWIN-FERRITE dan PCPDFWIN-AUSTENITE & FERRITE ( Lampiran C) Puncak-puncak difraksi dari benda uji pada keadaan awal terlihat bahwa ada tiga puncak difraksi. Ketiga puncak difraksi dari fasa α dan fasa γ yang diukur dengan sudut difraksi 50ο - 89ο. Pada pengukuran benda uji pemanasan 1050 °C diquenching sehingga mencapai fasa austenit, hasil pengukuran diperoleh tiga buah puncak dengan sudut 2θ yang berbeda misalnya, sudut 2θ = 50.74 dan dvalue = 2.08722. (Tabel 4.2) dibandingkan dengan data file PCPDF sudut 2θ = 50.940 dan dvalue = 2.08000 terlihat hasil pengukuran mendekati nilai file maka bidang hkl yang terbentuk 111 dengan struktur kristal FCC pada fasa austenit. Pengukuran pada perlakuan panas kembali

temperatur 500°C dengan

proses pendinginan lambat (air cooling) diperoleh empat puncak difraksi yang berbeda dengan sudut 2θ yang bervariasi, sebagai contoh 2θ = 110.4 dan dvalue = 1.09009 terlihat hasil pengukuran mendekati nilai file PCPDF diperoleh bidang hkl = 311, struktur kristal pada fasa ini kemungkinan kristal FCC atau BCC. Pada temperatur 550 °C terlihat awal terbentuknya struktur kristal HCP. Pada temperatur 550°C waktu penahanan 60 menit

terjadi struktur kristal HCP.

Temperatur 600°C merupakan fasa terbentuknya perlit . Hasil pengukuran XRD fasa-fasa yang terbentuk di plot pada Gambar 4.1 dengan Gambar 4.3.


35

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran 2θ dan dvalue Perlakuan

Water Q AC 50030 menit

AC 50060 menit AC 55030 menit

AC 55060 menit

AC 60030 menit

AC 60060 menit

Eksperimen d value Sudut 2 θ

File PCPDF d value Sudut 2 θ

bidang

50.74 59.28 88.96 50.9

2.08722 1.80848 1.27819 2.08560

50.940 59.595 89.549 50.940

2.0800 1.8000 1.2700 2.0800

hkl 111 200 220 111

59.44 88.94 110.4 50.89 59.38 88.96 110.36 51.14 59.62 98.42 52.76 89.05 110.66 51.24 52.64 59.7 89.44 111.04 51.2 52.7 59.72 89.32 110.82 51.18 52.64 59.68 89.4 110.96

1.80416 1.27750 1.09009 2.08560 1.80836 1.27750 1.09009 2.07404 1.79999 1.27406 2.01291 1.27577 1.08809 2.07404 2.01830 1.79999 1.27235 1.08511 2.07404 2.01830 1.79999 1.27235 1.08710 2.07404 2.01830 1.79999 1.27235 1.08610

59.595 89.549 111.36 50.940 59.595 89.549 111.36 50.940 59.595 99.705 52.849 89.549 111.36 50.940 52.849 59.595 89.549 111.36 50.940 52.849 59.595 89.549 111.36 50.940 52.849 59.595 89.549 111.36

1.8000 1.2700 1.0830 2.0800 1.8000 1.2700 1.0830 2.0800 1.8000 1.1702 2.0100 1.2700 1.0830 2.0800 2.0100 1.8000 1.2700 1.0830 2.0800 2.0100 1.8000 1.2700 1.0830 2.0800 2.0100 1.8000 1.2700 1.0830

200 220 311 111 200 220 311 111 200 220 110 220 311 111 110 200 220 311 111 110 200 220 311 111 110 200 220 311

Struktur Kristal

FCC FCC FCC FCC FCC FCC FCC/BCC

FCC FCC FCC FCC/BCC

FCC FCC FCC BCC FCC FCC/BCC

FCC BCC HCP FCC FCC/BCC




36

Perbandingan XRD Keadaan Awal Pemanasan 1050 0C dan Re-heatretme95nt 500 0C

Gambar 4.1 Perbandingan sudut difraksi PW/1835 NC9430 keadaan awal Heatreatment 1050 0C, 60 menit Re-heatreatment 500 0C dengan Pendinginan Udara 30 menit dan 60 menit 36


37

Perbandingan XR-D Keadaan Awal Pemanasan 1050 0C, Re-heatretment 550 0C


37

Gambar 4.2 Perbandingan sudut difraksi PW/1835 NC9430 keadaan awal Heatreatment 1050 0C, 60 menit, Re-heatreatment 550 0C dengan Pendinginan Udara 30 menit dan 60 menit

38

Perbandingan XR-D Keadaan Awal Pemanasan 1050 0C, Re-heatretment 600 0C


38

Gambar 4.3 Perbandingan sudut difraksi PW/1835 NC9430 keadaan awal Heatreatment 1050 0C, 60 menit Re-heatreatment 600 0C dengan Pendinginan Udara 30 menit dan 60 menit

39

4.3 Analisa Gambar 4.3.1. Analisa Pada Pemanasan 1050°C Yang Diikuti Dengan PendinginanAir

Gambar 4.4 Menunjukkan serat-serat austenit baja Hadfield dengan twin-twin.

Mikrostruktur baja mangan austenit Hadfield bila diolah panas pada 1050°C dan kemudian diikuti dengan proses pendinginan cepat diperlihatkan pada Gambar 4.4.

4.3.2 Analisa Mikrostruktur Pada Aturan Pemanasan Kembali 500°C Media pendinginan sangat mempengaruh proses pengintian, batas butir, butir, acccilar dan klaster dan fasa-fasa yang terbentuk Gambar 4.5a. Proses Pemanasan kembali 500°C dan waktu penahanan 30 menit kemudian didinginkan media air diakibatkan pada proses terbentuk pengintian (nukleasi) dengan warna


40

bintik hitam dalam butir terlihat jelas Gambar 4.5a. Butir diperkaya oleh elemen pembentukan fasa austenit sehingga kelihatan tidak seragam (tidak homogen). Saat yang sama terlihat bidang kembaran (twin-twin) pada butir, maupun batas butir. Sampel kemudian dipanaskan

kembali 60 menit, pada proses ini

pengintian berkurang tetapi sebaliknya terbentuk proses pengklasterisasian. Pengaruh pengklasterisasian dapat menyebabkan penghomogenan terlarut pada butir (grain). Garis baru bidang kembaran (twin-twin) yang terdapat pada butir (grain) maupun batas butir (grain boundari) mulai tersolidifikasi sebagai persifitat-presifitat yang terlarut didalam butir akan bermigrasi kebatas butir sehingga kehomogenan fasa austenit sudah mulai signifikan Gambar 4.5b. Proses pemanasan dengan temperatur 500°C waktu penahanan 30 menit kemudian pendinginan memakai media udara. Hasil makro Gambar 4.5c terlihat adanya pengintian berkurang dan garis kembaran (twin-twin) terlihat pada batas butir maupun pada butir. Terlihat jelas awal terbentuknya accicular-accicular. Pada waktu penahanan 60 menit, elemen-elemen tersolidifikasi dalam butir austenit secara signifikan bermigrasi keluar butir maupun batas butir dan dapat memperkaya bidang-bibang kembaran (twin) ferrit accicular.

4.3.3 Analisa Mikrostruktur Pada Pemanasan Kembali 550°C Proses Pemanasan kembali waktu penahanan 30 menit dengan media pendinginan air gambar 4.5e, Proses pengintian mulai berkurang, dan klaster-


41

klaster tebal banyak terlihat jelas, dimana presifitat bermigrasi dari dalam kebatas butir proses ini mempercepat pembentukan klaster (Klasterifikasi) dipermukaan butir Gambar 4.5e. Waktu pemanasan kembali 550°C dan penahanan 60 menit klaster-klaster yang terbentuk lebih banyak, dibandingkan pada perlakuan panas 500°C dan penahanan 30 menit Gambar 4.5f. Pengaruh water quenching dimana elemen-elemen yang terlarut dalam kluster terdistribusi kembali kedalam butir. Kehomogenan elemen terlarut pada klaster akan terdistribusi kedalam butir (grain) dimana pearlit terdistribusi Gambar 4.5g. Proses Pemanasan kembali 550°C waktu perlakuan 30 menit dengan media pendinginan udara, terjadi proses pengendapan dan disertai terbentuknya accicular sehingga proses pengklasterifikasian jelas terlihat lebih signifikan Gambar 4.5g. Perlakuan panas dengan waktu penahanan 60 menit, accicular accicular mulai berkurang yang dominan terjadi pengklasterifikasian Gambar 4.5h.

4.3.4 Analisa Mikrostruktur Pada Aturan Pemanasan Kembali 600°C Proses Pemanasan kembali 600°C waktu penahanan 30 menit dengan media pendinginan air, ferrit accicular terbentuk dimana ferrit accicular yang subur akan mulai membentuk fasa pearlitit Gambar 4.5i. Pada perlakuan 60 menit terbentuk presifitat dalam butir dan membentuk fasa perlit dalam butir Gambar 4.5j.


42

Perlakuan panas kembali 600°C waktu penahanan 30 menit dan 60 menit dengan media pendinginan udara,terbentuk fasa pearlitit stabil Gambar 4.5k dan 4.5l. Proses distribusi maupun presifitasi baik pada batas butir (grain boundari) maupun didalam butir (grain) dapat ditampilkan seperti Gambar 4.6 Media

Water quenching

Pendi ngin

Wak tu

Temperatur

Perla kuan

500°C

550°C

600°C

30 a

e

i

b

f

j

c

g

k

60

Air cooling

30

60 d h l Gambar 4.5.a-l Hasil Mikrostruktur bahan uji


43

4.3.5 Pemetaan Interpretasi Fasa Berdasarkan hasil pemetaan, jelas terlihat bahwa : 1. Pada pendinginan cepat (Water Quenching) dengan waktu tahan 30 menit kenaikan temperatur akan mempercepat proses nukleasi membentuk fasa pearlit. Pertumbuhan dimulai dengan pembentukan inti (nukleasi) menjadi klaster-klaster yang selanjutnya membentuk paduan (alloy) fasa pearlit. Media

Prosse Pembentukan Struktur ferrit : γ → γ + α Temperatur aging 500ºC 550ºC 600ºC

waktu

30 menit

e

i

b

f

j

c

g

k

d

h

l

60 menit

a

60 menit

Air Cooling

30 menit

Water Quenching

pendi ngin

Gambar 4.6 Pemetaan Interpretasi fasa


44

2. Pada pendinginan cepat (Water Quenching) dengan waktu tahan 60 menit terlihat jelas bahwa proses nukleasi pada waktu tahan yang lebih lama menghasilkan jumlah inti yang lebih banyak. Selanjutnya pengaruh temperatur akan mempercepat pengintian menjadi nukleasi yang memicu proses pembentukan fasa pearlit Pengaruh pendinginan cepat (Water Quenching) juga akan memberikan dampak masih tersisanya proses pengintian didalam butir austenit. Proses pengintian ini dimungkinkan akibat dampak dari pada proses kejut dari laju pendinginan yang cepat, sehingga presifitat yang terbentuk didalam batas butir dapat kembali keposisi didalam butirnya. Berdasarkan hal tersebut maka boleh ditarik analog. Pembentukan fasa pearlitit yang stabil memerlukan waktu tahan, pemanasan dan media pendinginan yang optimum. 3. Pada pendinginan lambat (air cooling) dengan waktu tahan yang sama (30 menit) kenaikan temperature akan mempercepat proses nukleasi membentuk fasa pearlit. Pertumbuhan dimulai dengan telah terbentuknya ferrit acicular yang menghasilkan klaster-klaster yang berglanurisasi dari keadaan tidak sempurna menjadi sempurna. Proses glanurisasi sempurna akan menghasilkan alloysasi fasa pearlitit. 4. Pada pendinginan lambat (air cooling) dengan waktu tahan yang sama (60 menit) terlihat bahwa proses accicularisasi klaster-klaster lebih banyak, kenaikan temperatur akan menyebabkan pembentukan fasa accicularisasi


45

kepada proses pembentukan klaster yang berglanurisasi dan masih ada proses accicularisasi yang cukup signifikan . Pada temperatur 600°C dengan waktu tahan 60 menit , accicular dan klaster-klaster tidak terlihat secara signifikan. Pemetaan Interpretasi fasa terlihat secara signifikan bahwa temperatur 600°C merupakan daerah temperatur awal pembentukan fasa pearlit. Proses pembentukan fasa accicular dimungkinkan karena migrasi fasa pearlitit lebih cepat dibandingkan migrasi fasa paduan lainnya.


BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN 1. Pada Baja Mangan Hadfield AISI 3401 dominan membentuk fasa austenit setelah diberi perlakuan panas pada temperatur 1050°C. 2. Hasil Pengujian XRD (X-Ray Diffraction) dari benda keadaan awal dan setelah diquenching memperlihatkan pada benda uji terbentuk struktur kristal FCC. Pemanasan kembali untuk perlakuan pendinginan lambat (air cooling) dengan waktu penahanan yang berbeda terbentuk struktur paduan baru dapat berupa struktur FCC atau BCC tidak stabil. 3. Hasil pengujian SEM dengan program semafore diperlihatkan pada benda uji terbentuk butir-butir austenit dengan twin-twin pada fasa austenitnya. Pada proses reheat treatment temperatur 500°C pendinginan lambat dan cepat waktu penahanan berbeda terbentuk pengintian (nukleasi). Pada proses reheat treatment temperatur 550°C pendinginan lambat dan cepat waktu penahanan berbeda terbentuk klaster-klaster dan pengintian berkurang. khusus pada pendinginan lambat (air cooling) terlihat accicular-accicular. Pada proses reheat treatment temperatur 600°C pendinginan lambat dan cepat waktu penahanan berbeda terbentuk awal fase pearlit yang stabil.


47

Kuantitas terbentuknya nukleasi, klasterifikasi dan acciculasisasi sangat signifikan dengan bertambahnya waktu penahanan pada temperatur sama. Kualitas fase pearlit yang terjadi dominan pada pendinginan lambat , pada pendinginan cepat waktu penahanan dan suhu yang sama terlihat adanya nukleasi sisa. 5.2 SARAN Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk membuktikan kapan/bilamana waktu tertentu terbentuknya fasa-fasa pearlite dan butir serta penyebeb-penyebab yang cukup mendukungnya. Berdasarkan hasil intrepetasi data fasa-fasa tersebut dan hasil XRD nya, maka penelitian ini sebagai bahan acuan physical metalurgi.


DAFTAR PUSTAKA

Alexander, W,O, 1991. Dasar Metalurgy untuk Rekayasawan. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama. Amanto, Hari, dan Daryanto. 1999. Ilmu Bahan. Jakarta: PT. Bumi Aksara. Amstead, B.H, 1993. Teknologi Mekanik. Terjemahan Ir. Sriati Djaprie. Edisi ke7. Jilid I. Jakarta: Erlangga. Bain, E.C. 1939. Alloying Element in Steel, Second Edition, American Society for Metals, Metals Park, Ohio, Beumer, B. J. M. 1980. Pengetahuan Bahan. Terjemahan B. S. Anwil Matondang. Jilid III. Jakarta: Bhatara Karya Aksara. Brady, G. S. and Hendry R. Clauser, 1981. Material Hand Book, Mc. GrawHill Book Company New York Budinski, Kenneth G. 1996. Engineering Materials. Properties and Selection. Fifth Edition. New Jersey Colombus, Ohio: Prentice Hall Upper Saddle Rivers. Clarck D.S and Varney W.R, (1962)" Metallurgy for Engineers", 2'd ed.p.205 228, 462 .1 Cullity.B.D. 1978 . Element 0f X-Ray Diffraction. Second Edition, Addisonwesley Publishing company, Inc. Dieter, George E. 1996. Metalurgi Mekenik. Edisi ke-3. Jilid I. Jakarta: Erlangga. Fadhila. R, A.G.Jaharah, M.Z. Omar, C.H. Che Haron, and C.H. Azhari, 2005 A Microstructural Mapping of the Austenitic Manganese Steel-3401 in Rapid Cooling, Journal of Solid State Science and Technology Letters, vol.12, p 143-148 Herman W. Pollack,1981. Material Science and Metallurgy, Reston Publsh. Coy Virginia http:// www.avestapolarit.com. Shackelford James, 1996. Introduction to Materials Science for Engineers, fourth edition, Prentice Hall International Inc. Smallman, R.E. 1985. Modern Physical Metallurgy, 4th ed.


49

Smith. R.W, A. DeMonte, W. B. F. Mackay, 2004 Development Of HighManganese Steels For Heavy Duty Cast-To-Shape Applications, Journal of Material Processing Technology 153-154, 589-595. Surdia, Tata. MS. dan Saito, Shinroku. 2005. Pengetahuan Bahan Teknik. Cetakan ke-6. PT. Prandnya Paramita, Jakarta. Thong J.L.T. 1998. The Environment SEM, Jurnal Mikroskopik Dan Mikro Analisis, Vol.1(2) Thornton, Peter A. And Colangelo, Viro J. 1985. Fundamentals of Engineering Materials. Inc: Prentice-Hall International. Wahid Suherman, 1987. Pengetahuan Bahan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Van Vlack, LH,1985. Element Of Materials Science and Enginering, 5th ed. Addison-Wesley Publishing Company, USA Vander Voort G.F, 1984. Metallography Principle and Practice, McGrawHill, p.215,632 Vernon Jonh, 1984 Testing of Materials, Mc. Millan, New York. www.SEM.com


50

LAMPIRAN A1: Standar Baja Mangan Hadfiel 3401.


51

Lampiran A 2: Sampel : DIN 1.3401x120Mn12

Avg

Avg

Avg

Fe

C

Si

Mn

P

S

Cr

Ni

86.58

1.059

0.3694

>11.34

0.0493

0.0133

0.1362

0.1345

Mo

Cu

Al

Ti

V

Co

Nb

W

<0.000

0.1387

<0.000

<0.006

0.0067

0.0434

<0.023

<0.000

MNS

MNSI

CMN

CE

857.68

30.71

2.950

2.996


52

LAMPIRAN A3:

VALIDATION USING XRF COMPARING TO THE SPECKTROMETER ANALYSES


53

Material aterial balance Analyses By assuming that Carbon content is nearly to : 1.059 % Wt Total weight element is 100% - 1.059 % = 98,941 %

Material balance Analyses No. Eleme nts

Wt %

% Wt

using

Material

XRF

Balance Calculation

1

Fe

87.7314

86.802324

2

Mn

11.3672

11.246821

3

C

-

1.059

4

Si

0.6319

0.6252081

5

Cr

0.1686

0.1668145

6

Zn

0.0605

0.0598593

7

S

0.0405

0.0400711

Data from spectrometer analyses No. Elements 1

Fe

86.58

2

Mn

11.34

3

C

1.059

4

Si

0.3694

5

Cr

0.1362

6

Zn

-

7

S

0.0133

Wt % deviation data for Fe-Mn Steel : No.

Type of Elements

1 2

Fe Mn

% Wt Element in XRF 86.80 11.25

% Wt Element in Spectro 86.58 11.34

Standard Material Balance Deviation 0.254 % 0.794 %


54

Lampiran B1 54


55

Lampiran B2 55


56

Lampiran B3 56


57

Lampiran B4 57


58

Lampiran B5 58


59

Lampiran B6 59


60

Lampiran B7 60


61

Lampiran C

PCPDFWIN AUSTENITE & FERRITE

61


62

62


63

63


64

64


65

65


66

PCPDFWIN - FERRITE

66


67

67


68

68


69

69


70

70


71

71


72

72


73

73


74

74


75

75


76

76


77

77


54

78


79

LAMPIRAN D: Gambar hasil Program SEMAFORE

Gambar D.1 mikrostruktur sampel tanpa perlakuan

:Gambar D.2 mikrostruktur pada pemanasan 1050°C waktu penahanan 60 menit proses pendinginan cepat (water quenching)


80

Gambar D.3 mikrostruktur pada pemanasan kembali 500°C waktu penahanan 30 menit proses pendinginan cepat (water quenching )



81




82




83

Gambar D.9 mikrostruktur pada pemanasan kembali 500°C waktu penahanan 30 menit proses pendinginan lambat(air cooling )

Gambar D.10 mikrostruktur pada pemanasan kembali 500°C waktu penahanan 30 menit proses pendinginan lambat (air cooling )


84




85




86

LAMPIRAN E.


PERUBAHAN FASA BAJA MANGAN (FeMn) HADFIELD 3401 PADA PROSES PEMANASAN DAN PERLAKUAN PENDINGINAN CEPAT (water quenching) DAN LAMBAT ( air cooling )

Recommend Documents