materi steels
Post on 09-Jul-2016
225 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 1
DEPARTEMEN METALURGI & MATERIAL DEPARTEMEN METALURGI & MATERIAL
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIAFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA
Dr. Ir. Winarto, M.Sc.
DEFINISI BAJADEFINISI BAJA
Baja : Material dengan bahan dasar Fe, Baja : Material dengan bahan dasar Fe,
dengan C maks : 2%, sdengan C maks : 2%, serta mengandung erta mengandung
unsur pengikut seperti : Si, P, S, Mn &unsur pengikut seperti : Si, P, S, Mn &
unsur paduan seperti : Cr, Ni, Mo, dllunsur paduan seperti : Cr, Ni, Mo, dll
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 2
Baja (Steel)Baja (Steel)
Keuntungan:Keuntungan: •• Relatif MurahRelatif Murah
•• Kekuatan dan Keuletan memadaiKekuatan dan Keuletan memadai
•• Ketangguhan tinggiKetangguhan tinggi
•• Dapat dilasDapat dilas
Kekurangan: Kekurangan: •• Berat (berat jenis tinggi)Berat (berat jenis tinggi)
•• Mudah berkaratMudah berkarat
•• Tidak Tahan Temperatur TinggiTidak Tahan Temperatur Tinggi
•• Tidak Tahan AusTidak Tahan Aus
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 3
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 4
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 5
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 6
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 7
Pengaruh Unsur Dalam BajaPengaruh Unsur Dalam Baja
Karbon (C)Karbon (C)
-- Mempengaruhi kekerasan (hardness) dan kekuatan (strength) Mempengaruhi kekerasan (hardness) dan kekuatan (strength)
-- Membentuk sementit dan karbida lainnya.Membentuk sementit dan karbida lainnya.
ManganMangan (Mn)(Mn)
-- UnsurUnsur deoksidatordeoksidator yangyang mereduksimereduksi kerentanankerentanan terhadapterhadap hothot shortnessshortness
padapada aplikasiaplikasi pengerjaanpengerjaan panaspanas
-- DenganDengan sulfursulfur membentukmembentuk MnS,memperbaikiMnS,memperbaiki mampumampu mesinmesin
SilikonSilikon (Si)(Si)
-- UnsurUnsur yangyang berpengaruhberpengaruh dalamdalam prosesproses deoksidasideoksidasi danjugadanjuga
meningkatkanmeningkatkan ketahananketahanan terhadapterhadap scallingscalling
PhosforPhosfor (P)(P)
-- MembentukMembentuk SteaditSteadit (Fe(Fe33P)P)
SulfurSulfur (S),(S), MemberikanMemberikan efekefek negatifnegatif “Hot“Hot Shortness”Shortness”
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 8
Pengaruh Unsur PaduanPengaruh Unsur Paduan
Khromium (Cr)Khromium (Cr)
-- Meningkatkan ketahanan terhadap korosi dan oksidasiMeningkatkan ketahanan terhadap korosi dan oksidasi
-- Unsur pembentuk karbidaUnsur pembentuk karbida
-- Pada temperatur tinggi, meningkatkan kekuatan dan Pada temperatur tinggi, meningkatkan kekuatan dan
meningkatkan ketahanan terhadap abrasi.meningkatkan ketahanan terhadap abrasi.
Vanadium (V)Vanadium (V)
-- Menghambat pertumbuhan butir selama dikenai panasMenghambat pertumbuhan butir selama dikenai panas
-- Memperbaiki ketangguhan dan mampu keras dari baja. Memperbaiki ketangguhan dan mampu keras dari baja.
-- Merupakan penstabil austenit.Merupakan penstabil austenit.
Molybdenum (Mo )Molybdenum (Mo )
-- Unsur yang berfungsi meningkatkan mampu keras bajaUnsur yang berfungsi meningkatkan mampu keras baja
karena membentuk karbida yang stabil pada suhu tinggi.karena membentuk karbida yang stabil pada suhu tinggi.
Solid solution hardening for bcc IronSolid solution hardening for bcc Iron
0 1 2 3 4
Impurity Concentration (At. %)
Yie
ld s
tre
ng
th (
MP
a) C + N
P
Si
Cu
Ti
Al
Ni
Mo W
V
Co
Cr
Mn
Weidmann, Laws and Reid, Structural Materials
300
250
200
150
100
50
0
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 9
DIAGRAM KESETIMBANGAN Fe-C
Diagram FeDiagram Fe--FeFe33CC
0.5% C ferrite + pearlite
1.5% C ferrite + cementite
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 10
IRONIRON--CARBON (FeCARBON (Fe--C) PHASE DIAGRAMC) PHASE DIAGRAM
Pure iron: 3 solid Pure iron: 3 solid phasesphases
BCC ferrite (BCC ferrite (aa))
FCC Austenite (FCC Austenite (gg))
BCC BCC dd
Beyond 6.7% C Beyond 6.7% C cementitecementite (Fe(Fe33C)C)
Eutectic: 4.3% CEutectic: 4.3% C
L L gg + Fe+ Fe33CC
(L (L solid + solid)solid + solid)
Eutectoid: 0.76% CEutectoid: 0.76% C
gg aa + Fe+ Fe33C C
(solid (solid solid + solid + solidsolid))
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 11
EUTECTOID MICROSTRUCTURE
HYPO-EUTECTOID MICROSTRUCTURE
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 12
HYPER-EUTECTOID MICROSTRUCTURE
Coarse pearlite+
proeutectoid phase
As-cast
microstructure
Fine pearlite +
proeutectic phase
Bainite Matensite
(BCT)
Tempered
martensite
Austenite
(g, A)
slow
cooling
fast
cooling
moderate
cooling rapid
quenching
reheating
NON-EQUILIBRIUM TRANSFORMATION
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 13
Quenching dan Temper Heat TreatmentsQuenching dan Temper Heat Treatments (Pengerasan)(Pengerasan)
Quench :Quench : pencelupan untuk pendinginan cepat untuk pencelupan untuk pendinginan cepat untuk mendapatkan fasa martensitmendapatkan fasa martensit
Austenite sisa Austenite sisa -- Austenite yang tidak berhasil berAustenite yang tidak berhasil ber--transformasi menjadi martensite selama pencelupan transformasi menjadi martensite selama pencelupan karena adanya penambahan volume seiring terjadinya karena adanya penambahan volume seiring terjadinya reaksi transformasi.reaksi transformasi.
Martensite temper Martensite temper –– struktur mikro ferrite and struktur mikro ferrite and cementite yang terbentuk saat martensite ditemper.cementite yang terbentuk saat martensite ditemper.
Quench cracks Quench cracks -- Cracks yang terbentuk pada Cracks yang terbentuk pada permukaan baja saat quenching karena gaya tarik permukaan baja saat quenching karena gaya tarik tegangan sisa yang dihasilkan dan oleh adanya tegangan sisa yang dihasilkan dan oleh adanya perubahan volume saat transformasi austeniteperubahan volume saat transformasi austenite--keke--martensitemartensite
TTT DIAGRAM
UNTUK NON-EQUILIBRIUM TRANSFORMATION
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 14
CCT DIAGRAM
UNTUK NON-EQUILIBRIUM TRANSFORMATION
28
Heat treatments of the steel
A : to soften the steel, remove residual stress in furnaces
N : to obtain a uniform austenitic structure in the air
Q : to make martensite (strong but usually too hard and brittle)
QT : to give toughness to the martensite
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 15
DAERAH KERJA PROSES ANNEALLING
DASAR PENGERASAN BAJA
Waktu
Tem
per
ature
1st Tempering Pre-heating
Austenitizing
2nd Tempering
Austenit
Bainit
Ferrite Martensite
--- Tujuan TEMPERING: untuk mengurangi tegangan sisa dan martensit menjadi tangguh.
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 16
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 17
Pengaruh Prosentase karbon dan perlakuan panas terhadap sifat baja
Dr. Ir. Winarto, M.Sc. 18
Ada Pertanyaan..... ?
top related