4.3.4 Perkembangan Mikrostruktur pada Daerah Pemanasan 550
C
Gambar 4.4 memperlihatkan mikrostruktur baja mangan austenit hadfield setelah perlakuan pada 1200
C dan dipanaskan kembali pada 550 C dengan proses
pendinginan udara. Dengan menaikkan temperatur pemanasan, lebih banyak endapan akan terbentuk pada batas butir. Pada gambar mikrostruktur terlihat bahwa akan lebih
banyak endapan terbentuk pada batas butir hal ini disebabkan ferrit yang terbentuk pada batas butir sudah mencapai batas maksimumnya.
Gambar 4.4. Mikrostruktur pada Daerah Pemanasan 550 C
Penahanan 60 Menit. Perbesaran 100 x
Pada rentang waktu 550 C sampai 600
C tersebut terbentuk struktur mikro fasa pearlit. Pearlit adalah campuran khusus terdiri dari dua fasa dan terbentuk
sewaktu austenit dengan komposisi eutectoid yang memiliki transformasi fasa stabil yaitu ferrit dan karbida. Kedua fasa baru
α + Fe3 C bernukleasi pada batas butir austenit dan tumbuh secara serentak didalam butir. Karbon memisah meninggalkan
Sapta Rosnardi : Analisis Proses Paduan Transformasi Bainitik Baja Mangan, 2008 USU Repository © 2008
ferrit dan berkonsentrasi dalam karbida. Pada temperatur 550 C pearlit terlihat belum
terbentuk secara sempurna.
4.3.5 Perkembangan Mikrostruktur pada Daerah Pemanasan 600
C
Gambar 4.5. memperlihatkan mikrostruktur baja mangan austenit hadfield setelah perlakuan pada 1200
C dan dipanaskan kembali pada 600 C selama waktu
yang telah ditentukan kemudian mengalami pendinginan udara. Selama pendinginan terbentuk sedikit fasa bainit. Seiring dengan peningkatan temperatur dan waktu tahan
formasi pembentukan pearlit akan semakin halus.
Gambar 4.5. Mikrostrukur pada Daerah Pemanasan 600 C
Penahanan 60 Menit, Perbesaran100 x 4.4 Analisa Ukuran Butir
Besar ukuran butir grain size dapat dihitung dengan menggunakan metode jefries. 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
Sapta Rosnardi : Analisis Proses Paduan Transformasi Bainitik Baja Mangan, 2008 USU Repository © 2008
terpotong ataupun yang terkena pintasan dinotasikan dengan n2 selanjutnya jumlah grain Na dapat dihitung.
Sebagai contoh, untuk hasil foto mikrostruktur temperatur 450 °C diperoleh
n
1
=34 dan n
2
= 20 dan dengan menggunakan persamaan jefries akan diperoleh :
f = A
M
2
, dimana M = 100 dan A = 1962.5 mm
2
f = 5
. 1962
100
2
= 5.1 mm
2
Jumlah butir persatuan millimeter persegi dapat dihitung dengan persamaan : Na = f
⎟⎠ ⎞
⎜⎝ ⎛ +
2
2 1
n n
Na = 5.1 2
20 34
+
Na = 224.4
2
mm grain
Diameter butir secara experimen dapat dihitung menurut persamaan 2-4. Diameter butir
d
mm = A
12
=
2 1
1 Na
Dimana : A mm
2
= luas grain rata-rata untuk mikrostruktur temperatur 500 °C
d
mm =
2 1
4 ,
224 1
= 0.0668 mm
d
mm = 66,8 μm
Sapta Rosnardi : Analisis Proses Paduan Transformasi Bainitik Baja Mangan, 2008 USU Repository © 2008
Butir rata-rata pada lingkaran pertama dihitung dengan persamaan :
Na A
1 =
= 4
. 224
1
=
3
10 5
. 4
−
x Pada lingkaran berikutnya dimana lingkaran kedua,ketiga dan keempat hasil
foto mikrostruktur baja mangan hadfield untuk temperatur 450 C sampai dengan
600 C dengan waktu penahanan 60 menit disajikan pada tabel 4.3 dibawah ini.
Tabel. 4.3 Diameter Butir Baja Mangan Fe-Mn AISI 3401 No Suhu Waktu n
1
n
2
M Na A
d 1 450
C 60 menit 21
20 24
23 18
14 22
20 100
100 100
100 153.0
137.7 178.7
168.3 6.5 x 10 -3
7.2 x 10 -3 5.5 x 10 -3
5.9 x 10 -3 80.6
85.4 75.1
77.5
2 500 C
60 menit 34
33 32
30 20
23 21
18 100
100 100
100 224.4
226.9 216.7
198.9 4,5 x 10 -3
4.4 x 10 -3 4.6 x 10 -3
5.0 x 10 -3 66.6
62.2 68.0
70.9
3 550 60 menit
25 26
23 21
19 20
16 17
100 100
100 100
175.9 183.6
158.1 150,5
5.7 x 10
-3
6.3 x 10
-3
5.4 x 10
-3
6.6.x 10
-3
75.2 74.1
79.3 81.3
4 600 C 60
menit 25 23
21 20
18 19
18 19
100 100
100 100
173.4 165.8
153.0 150.5
5.7 x 10
-3
6.0 x 10
-3
6.5 x 10
-3
6.6 x 10
-3
75.7 77.5
80.6 81.3
Sapta Rosnardi : Analisis Proses Paduan Transformasi Bainitik Baja Mangan, 2008 USU Repository © 2008
Jumlah butir rata-rata persatuan millimeter persegi baja mangan pada pemanasan kembali dengan waktu penahanan 60 menit diperoleh hasil :
4
4 3
2 1
Na Na
Na Na
Na +
+ +
=
4 5
. 150
153 8
. 165
4 .
173 +
+ +
=
Na = 160.6 grain mm
Sedangkan luas butir rata-rata diperoleh sebesar :
A =
4
4 3
2 1
A A
A A
+ +
+
4 10
6 .
6 10
5 .
6 10
6 10
7 .
5
3 3
3 3
− −
− −
+ +
+ =
x x
x x
A
3
10 2
. 6
−
= x
Selanjutnya diameter butir rata-rata mikrostruktur baja mangan hadfield temperatur 600
C dengan waktu penahanan 60 menit diperoleh sebesar :
4
4 3
2 1
d d
d d
d +
+ +
=
4 3
. 81
6 .
80 5
. 77
7 .
75 +
+ +
=
d m
μ 7
. 78
=
Sapta Rosnardi : Analisis Proses Paduan Transformasi Bainitik Baja Mangan, 2008 USU Repository © 2008
Sebagai perbandingan diameter butir dari mikro struktur dapat dilihat berdasarkan standar ASTN No. 112 E pada lampiran C, dengan terlebih dahulu
menghitung ukuran butir G dengan persamaan 2.5 Untuk mikro struktur baja mangan hadfield akibat pemanasan kembali pada temperatur 600
C dengan waktu tahan 60 menit diperoleh ukuran butir sebesar :
G = [ 3,322 log Na] – 2,95 = [3,322 log 160.6] – 2,95
G = 4,1 Diameter butir rata-rata mikro struktur baja mangan hadfield akibat pemanasan
kembali pada temperatur 600 C dengan waktu penahanan 60 menit tersaji pada tabel
4.4 seperti terlihat dibawah ini : Tabel 4.4 Nilai Hasil Perhitungan Diameter Butir Rata-rata pada
Baja Mangan AISI 3401
No Suhu Waktu Na
grain mm
G
ASTM grain
mm
d
ASTM
µm d
exp
µm A
mm
2
1 450 C
60 159.40 4.4 75.00 78.7 6,3x10
-3
2 500 C
60 216.70 4.8 70.00 66,9 4,6x10
-3
3 550 C
60 167.00 4.4 75.00 77.5 6 x10
-3
4 600 C 60
160.60 4.1
90.0 78.7
6,2x10
-3
Sapta Rosnardi : Analisis Proses Paduan Transformasi Bainitik Baja Mangan, 2008 USU Repository © 2008
4.5 Pengaruh Temperatur Terhadap Diameter Butir
Kategori