PENGARUH VARIASI WAKTU TAHAN PADA PROSES NORMALIZING TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO BAJA AISI 310S PADA PRESSURE VESSEL

Transkripsi

1 PENGARUH VARIASI WAKTU TAHAN PADA PROSES NORMALIZING TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO BAJA AISI 310S PADA PRESSURE VESSEL Mahasiswa Febrino Ferdiansyah Dosen Pembimbing Ir. Rochman Rochiem, M. Sc. Ir. Moh. Farid, DEA 1

2 Latar Belakang Pressure Vessel adalah suatu bejana yang dirancang untuk menahan gas atau cairan pada tekanan secara substansial. Bentuk kegagalan ini berupa terjadinya kebocoran pada pressure vessel 2

3 Batasan Masalah Kondisi bahan diasumsikan homogen Pengaruh lingkungan diabaikan Laju temperatur selama pengeluaran spesimen dari dapur pemanas diabaikan Pengaruh agitasi dan perubahan temperatur pada media pendingin diabaikan 3

4 Permasalahan Bagaimana pengaruh holding time pada proses perlakuan panas terhadap bending dan kekerasan baja AISI 310S?. Bagaimana pengaruh holding time pada proses perlakuan panas terhadap perubahan struktur mikro baja AISI 310S? Bagaimana pengaruh holding time pada proses perlakuan panas terhadap pembentukkan fasa baru dan transformasi fasa?

5 Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisa pengaruh holding time pada proses perlakuan panas terhadap sifat mekanik dan perubahan struktur mikro serta pembentukan fasa fasa baru pada baja AISI 310S. 5

6 Perlakuan Panas Kombinasi operasi pemanasan dan pendinginan terhadap logam atau paduan dalam keadaan padat dengan waktu tertentu, untuk memperoleh sifat tertentu. 6

7 Normalizing Proses perlakuan panas yang dilakukan pada logam atau paduan untuk mendapatkan ukuran butir kristal yang lebih halus, menaikkan sedikit kekuatan dan kekerasan. Proses ini dilakukan dengan memanaskan hingga kedaerah satu fasa kemudian didinginkan dengan cukup cepat. 7

8 Pengujian Sifat Mekanik Pengujian Bending Kekerasan Vickers 8

9 Pengujian Bending Tujuan pengujian bending : Untuk mengukur defleksi (δ) bahan setelah menerima perlakuan berbeda. Prinsip pengujian bending : Spesimen diletakkan di mesin uji kemudian dilakukan pembengkokan sampai membentuk huruf U.

10 Kekerasan Ketahanan dari material terhadap deformasi. Uji Vickers Uji kekerasan dengan menggunakan penumbuk piramida intan yang dasarnya berbentuk persegi. 10

11 Pengamatan Metalografi Pengujian metalografi dilakukan untuk mengetahui struktur mikro yang terdapat pada spesimen, dimana hasil dari pengujian metalografi ini digunakan untuk mendukung hasil pengujian sifat mekanik. 11

12 Metodologi Start Diagram alir Preparasi specimen baja AISI 310S dengan dimensi 200x20x15 mm sebanyak delapan buah Perlakuan panas Normalizing dengan temperatur 1100 o C dengan holding time 1 jam, 1,5 jam dan 2 jam Pengujian Kekerasan (Vickers) SEM Mikroskop Optik Bending Test Pengambilan data Pengolahan data dan pembahasan Finish 12

13 Langkah kerja Melakukan proses perlakuan panas normalising pada temperatur 1100 o C dengan holding time 1 jam, 1,5 jam dan 2 jam. Melakukan pengujian sifat mekanik dengan menggunakan pengujian bending dan kekerasan vickers. Menganalisa struktur mikro yang terjadi dan fasa yang terbentuk setelah proses perlakuan panas 13

14 Dimensi spesimen Spesimen yang dipakai adalah baja AISI 310S dengan komposisi kimia 2,0%Mn, 19,00%Ni, 24,00%Cr, 63%Fe. 15 mm 20 mm 200 mm 14

15 Diagram Rancangan Penelitian Pengujian Kode spesimen uji Temperatur ( o C) Perlakuan panas Holding Time (Jam) Kekerasan (Vickers) metalografi Bending Test Normalizing 1,5 4 2

16 Analisa Data Kekerasan Pengujian kekerasan menggunakan delapan buah spesimen. 1. spesimen 1 dan 2 tanpa mengalami perlakuan panas. 2. spesimen 3 dan 4 mengalami perlakuan panas normalizing pada temperatur 1100 o C dan holding time 1 jam dengan media pendingin udara. 3. spesimen 5 dan 6 mengalami perlakuan panas normalizing pada temperatur 1100 o C dan holding time 1,5 jam dengan media pendingin udara. 4. spesimen 7 dan 8 mengalami perlakuan panas normalizing pada temperatur 1100 o C dan holding time 2 jam dengan media pendingin udara. 16

17 Table nilai kekerasan rata rata No Temperatur ( o C ) Perlakuan Panas Holding Time (Jam) Kekerasan rata rata (HV100) Normalizing Normalizing 1, Normalizing

18 Sigma austenit austenit Batas butir dan sekitarnya Sigma Batas butir dan sekitarnya (a) Sigma austenit Batas butir dan sekitarnya austenit Batas butir dan sekitarnya Sigma (b) Gambar struktur mikro spesimen dengan perlakuan panas normalizing pada temperatur 1100 o C, holding time 1, 1,5 jam dan 2 jam dengan perbesaran 500 kali. Etsa : elektrolit asam oksalat.

19 Sigma austenit Sigma Batas butir dan sekitarnya austenit (a) Sigma Batas butir dan sekitarnya austenit Batas butir dan sekitarnya austenit Batas butir dan sekitarnya Sigma (b) Gambar struktur mikro spesimen dengan perlakuan panas normalizing pada temperatur 1100 o C, holding time 1, 1,5 jam dan 2 jam dengan perbesaran kali. Etsa : elektrolit asam oksalat.

20 counts theta Difraktrogram stainless steel dengan normalizing pada temperatur 1100 o C dengan waktu tahan 1 jam Difraktrogram stainless steel dengan normalizing pada temperatur 1100 o C dengan waktu tahan 1,5 jam

21 theta Difraktrogram stainless steel dengan normalizing pada temperatur 1100 o C dengan waktu tahan 2 jam Perlakuan panas Temperat ur ( o C) Wakt u tahan (jam) Normalizing Normalizing ,5 Normalizing Fasa Fasa Cromium Iron Nickel Carbon (Fe Cr0,29Ni0,16C0, 06) Integrated intensity 25219,40 FeNi 12528,90 Cr 23 C ,40 Fasa Cromium Iron Nickel Carbon (Fe Cr0,29Ni0,16C0, 06) 28399,30 FeNi 14557,60 Cr 23 C ,40 Fasa Cromium Iron Nickel Carbon (Fe Cr0,29Ni0,16C0, 06) 22325,50 FeNi 17554,40 Cr 23 C ,00

22 Dimensi spesimen pengujian bending No Holding Time (Jam) L (mm) b (mm) d (mm) , Data hasil pengujian bending No Holding Time (Jam) P (N) δ(mm) ,

23 Kesimpulan Setelah melakukan penelitian mengenai pengaruh proses perlakuan panas terhadap kekerasan dan struktur mikro baja AISI 310S maka dapat disimpulkan bahwa : Dengan adanya variasi waktu tahan pada temperatur 1100 o C dapat mempengaruhi nilai kekerasan dan bending pada baja AISI 310S. Spesimen tanpa perlakuan panas memiliki nilai kekerasan 150 HV. Spesimen dengan normalizing pada temperatur 1100 o C dengan waktu tahan 1 jam memiliki nilai kekerasan 131 HV, spesimen dengan normalizing pada temperatur 1100 o C dengan waktu tahan 1,5 jam memiliki nilai kekerasan 133 HV dan spesimen dengan normalizing pada temperatur 1100 o C dengan waktu tahan 2 jam memiliki nilai kekerasan 190 HV. Dari hasil pengujian metalografi pada spesimen dengan waktu tahan 2 jam didapatkan batas butir yang lebih tebal dibandingkan dengan batas butir pada spesimen dengan waktu tahan 1 jam dan 1,5 jam. Ini mengindikasikan presipitat karbida (Cr 23 C 6 ) yang terbentuk lebih banyak. Pada normalizing dengan waktu tahan 1,5 jam batas butirnya lebih tebal dibandingkan dengan batas butir pada spesimen dengan waktu tahan 1 jam. Dari pengujian bending didapatkan spesimen dengan normalizing pada temperatur 1100 o C dengan waktu tahan 1 jam memiliki nilai defleksi 20 mm. Spesimen dengan normalizing pada temperatur 1100 o C dengan waktu tahan 1,5 jam memiliki nilai defleksi 18 mm. Spesimen dengan normalizing pada temperatur 1100 o C dengan waktu tahan 2 jam memiliki nilai defleksi 16 mm. Waktu tahan mempengaruhi banyak sedikitnya fase sigma dan presipitat yang terbentuk. Semakin banyak fase sigma yang terbentuk nilai kekerasan meningkat dan nilai defleksi semakin menurun. 23

24 TERIMA KASIH 24