3.2 Bahan
1. Baja Mangan Hadfield AISI 3401. 2 Larutan Alumina.
3. Larutan Etsa HNO
3
+ Ethanol . 4. Alkohol 96 .
5. Kertas Pasir 100, 350, 600, 800, 1000, 1500, 2000 mesh. 6. Kain Beludru.
7. Air Aquades .
3.3 Alat
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. Specimen dryer pengering.
3.4 Variabel Penelitian 3.4.1 Variabel Tetap
1. Baja Mangan.
2. Komposisi Fe-Mn.
3. Media pendingin.
Sapta Rosnardi : Analisis Proses Paduan Transformasi Bainitik Baja Mangan, 2008 USU Repository © 2008
3.4.2 Variabel Berubah
1. Waktu tahan Holding Time .
2. Temperatur.
3.5 Prosedur Penelitian
3.5.1 Preparasi Sampel
Spesimen test untuk penelitian metallografik dipotong dan dipreparasi dari plat- plat di atas, yang mempunyai ukuran 1
× 2 × 2,5 cm dengan mesin pemotong presisi untuk menghindari perubahan transformasi fasa.
2,5 cm 1 cm
2 cm
Gambar 3.2 Bentuk dan Ukuran Benda Uji
3.5.2 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 1200
C selama 1 jam pada tungku listrik PID pengolah-panas jenis Vectar VHT-3, kemudian semua
Sapta Rosnardi : Analisis Proses Paduan Transformasi Bainitik Baja Mangan, 2008 USU Repository © 2008
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.
T em
pe ra
tu r C
Waktu Penahanan
Laju Pendinginan Laju Pemanasan
Waktu menit
Gambar 3.3 Proses Heat Treatment Pendinginan Cepat Water Quenching
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 450
°C sampai 600°C dengan tahapan peningkatan 50
°C dengan waktu pemanasan yang bervariasi. Temperatur prediksi ini didasarkan pada diagram fase Fe-Mn. Setelah pemanasan dengan waktu penahanan
Sapta Rosnardi : Analisis Proses Paduan Transformasi Bainitik Baja Mangan, 2008 USU Repository © 2008
60 menit, kemudian pendinginan sampel dibedakan medianya, didinginkan dengan udara air cooling Gambar 3.4 .
Laju Pemanasan Laju Pendinginan
Waktu Penahanan
T em
pe ra
tu r C
Waktu menit
Gambar 3.4 Proses Reheat Treatment Pendinginan Lambat Air Cooling
3.5.3 Pengujian Mikrostruktur
Proses kerja, sampel digerinda 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 putaranmenit. Setelah penggerindaan selesai pada kertas ampelas 2000 mesh, Sampel dipoles dengan menggunakan pasta
alumina 1 μm untuk memperoleh permukaan mirip cermin, dan kemudian sampel
dibersihkan dengan menggunakan mesin pembersih ultrasonik, Branson 1210, Model B1210E-MT 47 KHz, 230 Volt. Etsaan dengan menggunakan alat etsa adalah seperti
yang diperlihatkan pada Tabel dibawah. Sampel dietsa dengan alat etsa standar dalam urutan larutan A, B, C. dan
kemudian dipoles kembali untuk menghilangkan semua berkas alat etsa.
Sapta Rosnardi : Analisis Proses Paduan Transformasi Bainitik Baja Mangan, 2008 USU Repository © 2008
Tabel 3.1 Jenis Larutan dengan Komposisi Lampiran D Jenis larutan
Komposisi Larutan A
100 ml alkohol 3 ml HNO
3
Larutan B 90 ml ethanol
10 ml HCl Larutan C
100 ml ethanol 2 ml NH
4
OH
Penentuan sifat-sifat mikro struktur dilanjutkan dengan alat mikroskop analisator bayangan optik Epiplan Hdlenz, Carl Zeiss, 220 V – 60 Hz, 80 VA
dengan pembesaran 200X. Dengan menggunakan software image analyzer yang berbasis program Java ,
software image analyzer ini khususnya dikembangkan sebagai program karakterisasi analisa mikrostruktural pada Gambar-Gambar yang dihasilkan melalui alat alat
seperti mikroskop optik.
Sapta Rosnardi : Analisis Proses Paduan Transformasi Bainitik Baja Mangan, 2008 USU Repository © 2008
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 Komposisi Standar
a
Modifikasi
b
C 1,0-1,2
1,059 Mn
11-14 11,34
Si -
0,3694 Ni
- 0,1345
Cr -
0,1362 a Baja Hadfield standar secara teoritis
b Komposisi analisa aktual dengan Spektrometer
Dari hasil uji komposisi dimana 1,2 wt karbon dan 11,34 wt 5 mangan menunjukkan material yang diteliti baja mangan Hadfield AISI 3401 dipanaskan
sampai sampai dengan temperatur 1200 C, dengan waktu penahanan 60 menit,
kemudian dilakukan pendinginan air water quencing sampai temperatur kamar.
42
Sapta Rosnardi : Analisis Proses Paduan Transformasi Bainitik Baja Mangan, 2008 USU Repository © 2008
Tabel 4.2 Aturan Pemanasan Heat Treatment untuk Sampel Baja Mangan Fe-Mn
No. Temperatur
Homogenisasi Masa
penahanan menit
Temperatur pemanasan
kembali Masa
penahanan menit
1. 1200
°C 60
450 °C
60 2.
1200 °C
60 500
°C 60
3. 1200
°C 60
550 °C
60 4.
1200 °C
60 600
°C 60
Komposisi kimia dikaji dengan menggunakan spektrometer,
4.2 Transformasi Fasa
Pada umumnya reaksi terbentuknya fasa bainit pada range temperatur antara 300
C - 500 C. Sebaliknya pembentukan fasa martensit biasanya terjadi pada suhu
yang lebih rendah yaitu antara 250 C - 550
C. Pada range temperatur ini juga akan terbentuk fasa – fasa lainnya yang dimulai dengan pembentukan agregat halus yang
dapat berbentuk pelat-pelat perit maupun partikel sementit. Fasa yang terbentuk diantaranya biasanya dikatakan sebagai struktur bainit. Dengan kata lain bainit akan
muncul selama perlakuan termal pada pendinginan udara dari pearlitsebelum dihasilkan martensit.
Sapta Rosnardi : Analisis Proses Paduan Transformasi Bainitik Baja Mangan, 2008 USU Repository © 2008
4.3 Analisa Gambar
Kategori