commit to user
32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Uji Komposisi Kimia
Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui kandungan unsur penyusun material Baja Keylos 50 yang mengalami pengelasan dengan Preheat. Pada
pengujian ini menggunakan alat spectrometer merk hilger di Laboratorium Pengujian Logam POLMAN CEPER. Pengujian ini dilakukan dengan
penembakan gas argon pada 4 titik yaitu pada daerah logam las dan daerah logam induk. Pengujian dilakukan dengan standar komposisi non ferro dengan maksud
agar logam-logam selain ferro dapat terdeteksi secara maksimum.
No Unsur
Hasil Pengujian Metal Weld
Logam Las Raw Material
Logam Induk
1 Fe
97,5 97,7
2 C
0,115 0,504
3 Si
0,704 0,339
4 Mn
0,837 0,774
5 P
0,0254 0,0264
6 S
0,0089 0,0050
7 Cr
0,0257 0,0331
8 Mo
0,0451 0,0438
9 Ni
0,0684 0,0685
10 Al
0,0121 0,0310
11 Co
0,0262 0,0276
12 Cu
0,168 0,0304
13 Nb
0,0397 0,0360
14 Ti
0,0256 0,0177
15 V
0,0264 0,0217
16 W
0,271 0,302
17 Pb
0,0104 0,0121
18 Ca
0,0002 0,0001
19 Zr
0,0212 0,0191
Tabel 3. Hasil Pengujian Komposisi Kimia Baja Keylos 50
commit to user 33
Hasil uji komposisi kimia dilakukan pada dua daerah yaitu pada daerah logam las dan daerah logam induk Baja Keylos 50. Pengujian pada specimen ini
dilakukan dengan standar steel carbon karena pada dasarnya Baja Keylos 50 ini terindikasi adalah baja karbon yang bersifat magnetis. Berdasarkan data dari
catalog produk PT. Tira Austenite Baja Keylos 50 komposisi kimia dapat dilihat dalam tabel 4.
Tabel 4. Data komposisi kimia raw material Baja Keylos 50. Unsur
C Si
Mn P
S Cr
Ni Mo
Sn Berat
0,40 0,15
0,50 -
- -
- -
- Sumber : Katalok Produk PT. Tira Austenite
Dari hasil uji tersebut ada beberapa unsur yang tidak terdeteksi dengan jelas. Pada raw material Baja Keylos 50 unsur Fe, P, S, Cr, Ni, Mo, Sn tidak
terdeteksi dengan jelas. Namun lain halnya dengan Baja Keylos 50 yang telah mengalami preheat unsur-unsur yang tidak terdeteksi akan terdeteksi dengan jelas
pada masing-masing daerah yaitu daerah logam las dan daerah logam induk seperti pada tabel 4. Dari kesemua unsur tambahan yang terdeteksi dengan jelas
tersebut memiliki persen yang sangat sedikit sekali sehingga dianggap bahwa komposisi tambahan yang terdeteksi tersebut tidak mempengaruhi terhadap
ketangguhan bahan. Komposisi bahan yang sangat mempegaruhi ketangguhan bahan dari
penelitian diatas adalah besi Fe dan karbon C. Parameter persen yang sangat diperhatikan adalah jumlah persen karbon yang masuk dalam komposisi besi Fe.
Hasil komposisi diatas menunjukkan bahwa keduanya memiliki persen komposisi yang berbeda-beda. Pada raw material Baja Keylos 50 kandungan karbon 0.40
sehingga dapat diklasifikasikan bahwa baja tersebut merupakan baja karbon yang masuk dalam klasifikasi baja karbon sedang. Sangat berbeda sekali dengan
komposisi pada Baja Keylos 50 yang mengalami preheat, yaitu pada daerah logam las memiliki persen besi Fe 97.5 dan karbon C 0.115, jika dilihat
dari komposisi karbon maka baja tersebut termasuk baja dalam golongan rendah yaitu antara 0,05 - 0,30 C. Sedangkan pada daerah logam induk memiliki
persen besi Fe 97.7 dan karbon C 0,504 , jika dilihat dari komposisi
commit to user 34
karbon maka baja tersebut termasuk baja dalam golongan sedang yaitu antara 0,20 - 0,50 C. Melihat dari komposisi jumlah karbon dari keduanya dapat
dilihat kualitas dari raw material dan logam las serta logam induk Baja Keylos 50 tersebut. Komposisi yang paling ideal dan bagus terdapat pada logam induk Baja
Keylos 50 yang telah mengalami preheat, jika dibandingkan raw material Baja Keylos 50.
Pada hasil komposisi diatas memiliki berbagai macam unsur yang terbentuk dan membentuk menjadi sebuah kesatuan yang memiliki sifat tersendiri.
Sifat yang paling dominan adalah kandungan antara Fe-C, sifat Karbon C dapat meningkatkan kekerasan dan kekuatan tetapi dapat menurunkan kemampuan
tempa dan keliatan. Baja pada dasarnya ialah besi Fe dengan tambahan unsur Karbon C sampai dengan 1.67 maksimal. Bila kadar unsur karbon C
lebih dari 1.67, maka material tersebut biasanya disebut sebagai besi cor Cast Iron. Makin tinggi kadar karbon dalam baja, maka akan mengakibatkan hal- hal
sebagai berikut : 1.
Kuat leleh dan kuat tarik baja akan naik, 2.
Keliatan elongasi baja berkurang, 3.
Semakin sukar dilas. Oleh karena itu adalah penting agar kita dapat menekan kandungan karbon
pada kadar serendah mungkin untuk dapat mengantisipasi berkurangnya keliatan dan sifat sulit dilas diatas.
Kelebihan karbon C antara lain tahan terhadap efek yang di sebabkan suhu yang tinggi hal ini karena sifat karbon mampu menahan suhu yang tinggi
sampai 3000°C, kepadatan rendah, karbon lebih ringan dibanding logam paduan umumnya, hal tersebut memudahkan adaptasi dengan gerakan permukaan yang
tidak beraturan, tidak terjadi penyatuan logam pada kondisi yang sama, jika logam menyatu sama lainnya disebabkan panas dengan suhu tertentu. Kandungan karbon
pada baja dapat mempengaruhi sifat-sifat baja tersebut terutama dalam proses kimia.
Untuk kandungan paduan pada hasil komposisi kedua specimen tabel 3 sedikit sekali untuk mempengaruhi ketangguhan namun dapat diidentifikasi
commit to user 35
seberapa besar ketangguhan yang berpengaruh. Kandungan unsur paduan seperti Cromium Cr pada logam induk lebih tinggi dari pada kandungan Cromium Cr
pada logam las Baja Keylos 50 mengakibatkan meningkatnya ketangguhan terhadap beban kejut. Chromium Cr merupakan salah satu komponen unsur
paduan yang mampu mengendalikan carbide secara stabil serta mengatasi pengaruh buruk unsur silikon Si.
Unsur Chromium juga dapat memberikan pengaruh yang besar terutama dalam proses kimia pada saat proses pemanasan yaitu terjadinya peristiwa
sensitasi pada baja sehingga mengakibatkan peningkatan kwalitas Baja Keylos 50 tersebut, hal ini terjadi karena unsur Chromium dapat mendukung terbentuknya
karbida dan kadar Chromium dalam spesimen dapat juga mendorong terbentuknya fasa martensit sehingga spesimen ini mempunyai struktur martensit. Pada daerah
logam induk sangat mudah sekali untuk memiliki struktur martensit karena memiliki kandungan Chromium yang lebih tinggi dari pada daerah logam las
yang mencapai 0,0331 untuk logam induk dan 0,0257 untuk logam las. Molibdenum Mo mempunyai fungsi utamanya adalah untuk
mempromosikan pengerasan pada grafit atau perlit, untuk meningkatkan ketahanan terhadap temperatur yang tinggi. Penambahan kecil 0,25-0,75 dari
molibdenum untuk baja dapat meningkatkan ketahanan permukaan. Molybdenum Mo sangat berperan dalam pembentukan carbide. Molybdenum meningkatkan
kekuatan,dan batas mulur baja, terutama terhadap pembebanan yang continue. Unsur Silikon Si dalam spesimen uji mempunyai pengaruh yang
signifikan. Pada baja karbon sebagian dari Si juga akan membentuk karbida silikonkarbid, sehingga secara umum bila dibandingkan dengan unsur karbon, Si
hampir tidak memiliki pengaruh terhadap perubahan struktur baja. Pada baja dengan kandungan Si tinggi, atom-atom yang menyusun unit sel akan tertata
secara merata dan membentuk struktur jenuh yang memiliki karakteristik seragam. Tatanan ini akan meningkatkan sifat hantar listrik serta sekaligus juga
tingkat kerapuhan bahan sehingga proses pengerjaan dingin hanya mungkin dilakukan terhadap baja dengan kandungan Si maksimum 3, bahkan pada
kandungan Si lebih dari 7, proses pengerjaan panaspun hanya dapat dilakukan
commit to user 36
dengan hasil yang buruk. Pada kandungan Si diatas 10, paduan sudah kehilangan kemampuan bentuknya. Kandungan Silikon yang lebih banyak pada
logam las mengakibatkan baja ini mudah memiliki karbida yang lebih tinggi daripada logam induk.
Unsur lain yang cukup berpengaruh untuk meningkatkan kekerasan spesimen uji adalah mangan Mn, dalam jumlah diatas 0,5 akan bereaksi
dengan belerang membentuk sulfida mangan. Ikatan ini rendah bobot jenisnya dan dapat larut dalam terak. Mangan merupakan unsur deoksidasi dan
khususnya sebagai pengikat unsur belerang S, pemurni sekaligus meningkatkan fluiditas,
kekuatan dan kekerasan baja. Akibat dari persenyawaannya dengan unsur belerang S menjadi mangansulfida MnS yang memiliki temperatur lebur
tinggi, baja dengan kandungan Mn tinggi tidak mudah patah pada temperatur tinggi.
Bila kadarnya semakin besar dalam baja maka kemungkinan meningkatkan terbentuk ikatan kompleks dengan karbon. Dari data hasil pengujian diperoleh
kandungan unsur tersebut mencapai 0,837 untuk logam las dan 0,774 untuk logam induk pada baja Keylos 50. Unsur kandungan dari logam las memiliki
kandungan paduan yang lebih tinggi dari logam induk. Unsur belerang S pada sebagian besar baja hanya memiliki kandungan S
sangat rendah. Maksimum sampai 0,06. Namun bahaya terjadinya kerapuhan tetap harus diwaspadai, terutama bila baja hanya mengandung unsur Mn yang
sangat rendah. Belerang S memiliki kecenderungan untuk segregasi sebagai
segregasi blok maupun gas. Hal ini akan terjadi terutama apabila proses peleburan khususnya baja dilakukan secara tidak cermat serta terjadi banyak sekali gejolak.
Dengan demikian unsur ini juga dimasukan dalam golongan unsur yang tidak dikehendaki. Mn 0,5
– 0,9 merupakan unsur yang ditambahkan untuk mencegah efek buruk yang disebabkan oleh S.
Unsur Fosfor P pada baja paduan baja-karbon, kandungan P umumnya adalah 0,06. Hanya pada beberapa baja khusus saja yang memiliki kandungan P
sampai 0,3. Karena pada temperatur kamar P dapat larut sampai 0,6 didalam besi α, maka sampai dengan kandungan ini tidak akan menghasilkan fasa-fasa
khusus didalam baja. P juga menjadi penyebab perapuhan baja pada keadaan
commit to user 37
dingin yang ditunjukkan dengan peningkatan kekuatan namun dengan demikian menurunkan kemampuan takiknya pada ketangguhan impak.
Kandungan wolfram W tinggi akan menaikkan kekerasan baja dan dengan sendirinya menaikkan kemampuan potong dan bahan tahan aus.
Wolfram memperhalus struktur butiran yang akan menaikkan temperature tempering.
B. Pembahasan Data Hasil Pengujian
Kategori