Lapres Metalurgi Bismillah Bener

BAB I METODELOGI PERCOBAAN

I.1 Materials and Chemicals 1.1.1 Materials Baja ST 42 ini merupakan baja karbon rendah, kadar karbon sampai 0,30 %, sangat luas pemakaiannya, sebagai baja konstruksi umum,untuk baja profil rangka bangunan,baja tulangan beton,rangka kendaraan,mur baut,pelat,pipa,dll. Strukturnya terdiri dari ferrit dan sedikit perlite, sehingga baja ini kekuatannya relatif rendah,lunak namun keuletannya tinggi, mudah dibentuk dan di machining. Baja ini dapat dikeraskan (kecuali dengan pengerasan permukaan). Ada juga yang membagi lagi kelompok ini, yang kadar karbonnya sangat rendah, kurang dari 0,15% sebagai dead mild steel, yang biasanya digunakan untuk baja lembaran,besi beton,besi strip,dll. Komposisi dari baja ST 42 ini adalah Komposisi C N Mn P S

Kandungan (%) 0,21 max 0.009 1.5 0.045 0.045

1.1.2 Chemicals Larutan etsa yang digunakan dalam proses etching pada baja ST-42 ini adalah larutan Nital yang merupakan campuran HNO3 (kadar 68%, produksi PT. Brataco) dan Alkohol (kadar 70%, produksi PT. Jayamas Medica Industri). Penggunaan antara alkohol dengan HNO3 perbandingannya yaitu 9:1 yaitu Alkohol 90ml dan HNO3 10ml.

METALURGI II TEKNIK MATERIAL dan METALURGI FTI-ITS

I.2 Methods Pada praktikum metalurgi 2 ini, dilakukan 2 perlakuan panas yaitu normalizing dan annealing terhadap baja ST-42. Normalizing adalah proses Perlakuan panas terhadap baja hingga menjadi fasa austenit dengan tujuan mendapatkan struktur, butiran yang halus. Pada proses perlakuan Normalizing ini menggunakan temperatur sebesar 1100oC dengan holding time sekitar 1 jam. Lalu didinginkan selama 1 hari di udara terbuka. Sedangkan Annealing adalah proses perlakuan panas dimana bahan/spesimen terjadi perubahan sifat kekerasan dan daktilitas. Pada proses annealing temperature yang digunakan dalam proses perlakuan panas ini sebesar 900oC. Dengan holding time sekitar 1 jam, lalu didinginkan selama 1 hari didalam furnace.

I.3 Metallography Analysis Analisa metallography menggunakan mikroskop optik (Trinocular Microscope Olympus BX51M Japan) dengan perbesaran 500x untuk kedua benda kerja tersebut. Sebelumnya dilakukan preparasi sample tahap awal yaitu pemotongan kedua spesimen karena jika ukuran terlalu besar atau kecil bisa mempengaruhi pengerjaan saat proses pemegangan saat grinding. Baja ST-42 dipotong, lalu diberikan perlakuan panas Normalizing temperatur 1100 oC dan Annealing dengan temperatur 900oC. Setelah dilakukan proses normalizing dan annealing, spesimen tadi dimounting agar mempermudahkan dalam penggrindingan. Kemudian spesimen baja ST-42 digrinding dengan amplas dari grid 120, 140, 180, 240,320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500, 2000. Setelah itu dipoles dengan autosol (produksi PT.Megasari Makmur), kemudian spesimen di etsa dengan menggunakan etsa Nital yaitu campuran alkohol 70% (PT. Jayamas Medica Industri Indonesia) dengan HNO3 68% (PT.Brataco). Kemudian melakukan pengamatan metallography dengan menggunakan mikroskop optik (Trinocular Microscope Olympus BX51M, Japan). Dilakukan pengambilan foto metallografi dengan perbesaran 500x untuk kedua baja ST-42 tersebut.

METALURGI II TEKNIK MATERIAL dan METALURGI FTI-ITS

BAB II RESULT AND DISCUSSION

II.1 Analisis Metallography Hasil struktur mikro baja ST-42 perlakuan panas annealing dan normalizing ditunjukan pada gambar A dan B. Pada Gambar A perlakuan annealing tersebut memperlihatkan fasa pearlite dan ferrite. Dimana fasa pearlite ditunjukkan dengan fasa yang berwarna hitam sedangkan fasa ferrite ditunjukkan dengan warna putih. hasil annealing struktur ferrite melebar dan keluar lebih banyak daripada perlite. Ada pun perbedaan dalam ukuran butirannya, dimana pada normalizing ukuran butir dari pearlite lebih kecil dibandingkan dengan ukuran butir dari baja ST-42 yang mengalami annealing.

(A)

(B)

Gambar (A). Struktur mikro baja ST-42 perlakuan annealing perbesaran 500x, (B) Struktur mikro baja ST-42 perlakuan Normalizing baja ST-42 perbesaran 500x

METALURGI II TEKNIK MATERIAL dan METALURGI FTI-ITS

II.2 DISCUSSION Berdasarkan hasil praktikum Metallography yang telah dilakukan baja ST-42 ini, terlihat fasa yang ada adalah terdiri dari ferrite dan perlite. Ferrit terlihat pada bagian yang terang sedangkan perlit terlihat pada bagian yang gelap. Perlit adalah struktur yang terdiri dari lamel-lamel ferrit dan sementit berselang-seling. Pada proses anealling biasanya digunakan untuk membuat baja menjadi lebih lunak, menghaluskan butir kristal, dan seringkali juga memperbaiki sifat machinability. Proses ini dilakukan dengan memanaskan baja sampai ke atas temperatur kritis (untuk baja hypoeutektoid, 25 oC - 50 oC di atas temperatur kritis A3, untuk baja hypereutektoid, 25 oC - 50 oC di atas temperatur kritis A1) kemudian diikuti dengan pendinginan yang cukup lambat. Karena pendinginannya dilakukan dengan sangat lambat maka kondisi ini dianggap sangat dekat dengan ekuilibrium sehingga dalam hal ini proses dapat dianggap sesuai dengan diagram Fe-Fe3C.

0,5 % 2.2. Diagram Fasa Fe-Fe C (0,5% C) Gambar 3

Baja yang proses pengerjaannya mengalami pemanasan sampai temperatur yang terlalu tinggi biasanya butiran kristalnya akan terlalu besar/kasar sehingga sifat mekaniknya juga akan kurang baik (getas). Perubahan baru pada baja ST-42 mulai terjadi pada temperatur kritis A1,butir-butir kristal perlite bertransformasi , mengalami reaksi eutektoid, menjadi sejumlah kristal austenit yang halus. Baja ST-42 ini termasuk baja hypoeutektoid bila pemanasan dilanjutkan ke temperatur yang lebih tinggi maka butir kristal ferritenya bertransformasi METALURGI II TEKNIK MATERIAL dan METALURGI FTI-ITS

menjadi sejumlah kristal austenit yang halus, sedang butir kristal austenit yang sudah ada (yang berasal dari perlit) hampir tidak tumbuh. Bila temperatur pemanasannya terlalu tinggi, diatas temperatur yang dianjurkan / waktu tahan terlalu lama maka butiran kristal austenit yang terjadi akan terlalu kasar dan bila didinginkan lambat akan menghasilkan ferrite/perlite yang juga kasar. Butiran yang kasar akan membuat lebih getas. Pada pendinginan anealling ini sangat lambat maka dapat dianggap mendekati keadaan ekuilibrium maka struktur mikro yang terjadi didapat dari diagram Fe-Fe3C. Pada baja ST-42 normalizing dilakukan dengan memanaskan baja sampai menjadi austenit seluruhnya,kira-kira sekitar 40 oC diatas temperatur A3 untuk baja hypoeutektoid atau Acm untuk baja hypereutektoid. Pendinginannya lebih cepat maka pembentukan inti lebih cepat dan lebih banyak sehingga butiran yang terjadi akan lebih halus. Disamping itu karena pendinginan yang lebih cepat kesempatan untuk pembentukan ferrit proeutektoid akan lebih kecil sehingga ferrite proeutektoid yang terjadi akan lebih sedikit dan perlite akan lebih banyak dibanding dengan proses annealing. Hasil dari proses normalizing ini mempunyai struktur mikro lebih halus, sehingga baja dengan komposisi kimia yang sama akan mempunyai kekuatan luluh, kekuatan tarik maksimum, kekerasan dan kekuatan impact (ketangguhan) yang lebih tinggi daripada yang diperoleh dengan anealling dan machinability akan menjadi lebih baik. Normalizing menghasilkan struktur mikro byang lebih homogen juga. Pada proses normalizing atau anealling hendaknya tidak dilakukan pemanasan sampai ke temperatur yang terlalu tinggi karena butir kristal austenit yang terjadi akan terlalu besar. Sehingga pada pendinginan lambat akan diperoleh butir ferrit dan perlite yang terlalu kasar. Hal ini akan mengakibatkan berkurangnya keuletan dan ketangguhan.

METALURGI II TEKNIK MATERIAL dan METALURGI FTI-ITS