4.4 Analisa Ukuran Butir
Besar ukuran butir grain size fasa austenit dapat dihitung dengan menggunakan metode Jeffries. Jumlah butir per millimeter dapat dihitung untuk
setiap foto mikrostruktur yang terlebih dahulu dibatasi dipintas dengan lingkaran diameter lebih kurang 50 mm. Untuk butiran yang penuh dinotasikan dengan n
1
dan untuk butiran yang terpotong ataupun yang terkena pintasan dinotasikan dengan n
2
. Selanjutnya jumlah grain Na dapat dihitung.
Mikrostruktur baja mangan Hadfield 3401 yang diberi pemanasan kembali pada temperatur 500
o
C dengan waktu tahan 60 menit. Diameter pintasan 50 mm sehingga luas bidang pintasan lingkaran = 1964,3 mm
2
. Untuk lingkaran pintasan pertama diperoleh n
1
= 25 dan n
2
= 22 dan dengan menggunakan persamaan 2.4
akan diperoleh :
f = A
M
2
, dimana M = 100 dan A = 1964,3 mm
2
f =
3 ,
1964 100
2
= 5,1 mm
2
Jumlah butir persatuan millimeter persegi Na dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.4 berikut :
Na = f
2 n
+ n
2 1
Na = 5,1 2
22 +
25 Na = 180,6
2
mm grain
Sundari Hariyati Harahap : Penentuan Persentase Pembentukan Fasa Austenit Pada Transformasi Bainit Baja Mangan FeMn Dengan Validasi Microhardness Dan Macrohardness Pada Temperatur 500ºC, 2008
USU Repository © 2008
Selanjutnya diameter butir fasa austenit secara eksperimen dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.6:
Diameter butir
d
mm = A
12
=
2 1
Na 1
dimana : A mm
2
= luas grain rata-rata untuk mikrostruktur temperatur 500 °C
d
mm =
2 1
6 ,
180 1
= 0,0744 mm
d
mm = 74,4 μm
butir rata-rata pada lingkaran pertama dihitung dengan persamaan 2.5 :
Na 1
= A
6 ,
180 1
= = 5,5 x 10
-3
Pada lingkaran berikutnya dimana lingkaran kedua, ketiga dan keempat hasil foto mikrostuktur baja mangan Hadfield untuk temperatur 500
o
C dengan waktu penahanan disajikan pada tabel 4.3 berikut ini.
Sundari Hariyati Harahap : Penentuan Persentase Pembentukan Fasa Austenit Pada Transformasi Bainit Baja Mangan FeMn Dengan Validasi Microhardness Dan Macrohardness Pada Temperatur 500ºC, 2008
USU Repository © 2008
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran dari Hasil Foto Mikrostruktur terhadap Temperatur dan Waktu Tahan
No Suhu
°C Waktu
menit n
1
n
2
M Na
A μm
D μm
1
2 500
500 60
30 25
26 26
24
22 21
22 21
22 23
21 23
17 18
18 19
100 100
100 100
100 100
100 100
180,60 191,25
186,15 181,05
155,55 153,00
158,10 155,55
5,5 x 10
-3
5,2 x 10
-3
5,4 x 10
-3
5,5 x 10
-3
6,4 x 10
-3
6,5 x 10
-3
6,3 x 10
-3
6,4 x 10
-3
74,4 72,3
73,3 74,4
80,2 80,8
79,5 80.2
Mikrostruktur baja mangan Hadfield 3401 yang diberi perlakuan panas kembali pada temperatur 500
o
C dengan waktu penahanan temperatur 30 menit. Diameter lingkaran pintasan 50 mm sehingga diperoleh luas bidang pintasan lingkaran =
1964,3 mm
2
. Untuk lingkaran pintasan pertama diperoleh n
1
= 22 dan n
2
= 17 dan dengan menggunakan persamaan
2.4 akan diperoleh hasil : f =
A M
2
, dimana M = 100 dan A = 1964,3 mm
2
f =
3 ,
1964 100
2
= 5,1 mm
2
Jumlah butir persatuan millimeter persegi Na dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.3 berikut :
Na = f
⎟⎠ ⎞
⎜⎝ ⎛ +
2
2 1
n n
Sundari Hariyati Harahap : Penentuan Persentase Pembentukan Fasa Austenit Pada Transformasi Bainit Baja Mangan FeMn Dengan Validasi Microhardness Dan Macrohardness Pada Temperatur 500ºC, 2008
USU Repository © 2008
Na = 5,1 2
22 +
22 Na = 155,55
2
mm grain
Selanjutnya diameter butir d secara eksperimen dapat dihitung dengan menurut persamaan 2.6 :
Diameter butir
d
mm = A
12
=
2 1
Na 1
dimana : A mm
2
= luas grain rata-rata untuk mikrostruktur temperatur 500 °C
d
mm =
2 1
55 ,
155 1
= 0,08017 mm
d
mm = 80,2 μm
butir rata-rata pada lingkaran pertama dihitung dengan persamaan 2.5:
Na 1
= A
5 ,
155 1
= = 6,4 x 10
-3
Pada lingkaran berikutnya, dimana lingkaran kedua, ketiga dan keempat hasil foto mikrostuktur baja mangan Hadfield untuk temperatur 500
o
C dengan waktu penahanan disajikan pada tabel 4.3.
Sundari Hariyati Harahap : Penentuan Persentase Pembentukan Fasa Austenit Pada Transformasi Bainit Baja Mangan FeMn Dengan Validasi Microhardness Dan Macrohardness Pada Temperatur 500ºC, 2008
USU Repository © 2008
Jumlah butir rata-rata persatuan millimeter persegi baja mangan pada pemanasan kembali dengan waktu penahanan 60 menit diperoleh hasil :
4 +
Na +
Na =
Na
2 1
Na +
Na
4 3
4 +
25 ,
191 +
60 ,
180 =
05 ,
181 +
15 ,
186
= 184,76
grainmm
2
Sedangkan luas butir rata-rata diperoleh sebesar :
4 A
+ A
+ A
+ A
= A
4 3
2 1
4 4
, 5
+ x10
2 ,
5 +
x10 5
, 5
=
-3 -3
x10 5
, 5
+ x10
-3 -3
= 5,4 x 10
-3
mm
2
grain Selanjutnya diameter butir rata-rata mikrostruktur baja mangan Hadfield pada
temperatur 500
o
C dengan waktu penahanan 60 menit diperoleh sebesar :
4 d
+ d
+ d
+ d
= d
4 3
2 1
4 4
, 74
+ 3
, 73
+ 3
, 72
+ 4
, 74
= d
= 73,6
m
Sundari Hariyati Harahap : Penentuan Persentase Pembentukan Fasa Austenit Pada Transformasi Bainit Baja Mangan FeMn Dengan Validasi Microhardness Dan Macrohardness Pada Temperatur 500ºC, 2008
USU Repository © 2008
Sebagai perbandingan diameter butir dari mikro struktur dapat dilihat berdasarkan standar ASTM no.112 E pada lampiran C, dengan terlebih dahulu
menghitung ukuran butir G dengan persamaan 2.8. G = [ 3,322 log Na ] – 2,95
G = [ 3,322 log 184,76 ] – 2,95 G
= 4,58
Diameter butir rata-rata mikrostruktur baja mangan Hadfield akibat pemanasan kembali pada temperatur 500
o
C dengan waktu penahanan 60 menit dan 30 menit tersaji pada tabel 4.4 berikut.
Tabel 4.4 Nilai Diameter Butir pada Baja Mangan Fe-Mn AISI 3401 No
Suhu °C
Waktu menit
Na grainmm
2
G
ASTM
d
ASTM
μm d
exp
μm A
mm
2
1 2
500 500
60 30
184,76 155,55
4,58 4,33
75 90
73,60 80,18
5,4 x 10
-3
6,4 x 10
-3
4.5 Persentase Fasa Austenit dan Fasa Bainit
Kategori