BAJA AISI D3

BAJA AISI D3Komposisi Kimia MaterialAISI D3 (high-carbon, high-chromium steel) dengan komposisi kimia sebagai berikut: - 2,0-2,35% C - 11,0-11,35% Cr - 0,20-0,60% Mn - 0,10-0,60% Si - 0,030% S - 1,0 % W - 0,030% P - 1,0% V Larutan EtsaLarutan etsa yang digunakan adalah larutan etsa nital 2% dengan komposisi : - HNO3 (kadar 68%) sebanyak 0,4 ml - alkohol (kadar 96%) sebanyak 9,6 mlLarutan dengan komposisi gliserin, dengan perbandingan 7 ml gliserin, 4 ml HCl, dan 2 ml HNO3. Larutan glyceregia dengan komposisi : - HCl (kadar 98%)sebanyak 4 ml - HNO3 (kadar 68%) sebanyak 2 ml - Gliserin sebanyak 7 mlPerlakuanBaja AISI D3 mengalami perlakuan sebagai berikut :AnnealingProses annealing pada baja AISI D3 dilakukan pada suasana yang furnace yang terkendali. Baja AISI D3 dipanaskan sepenuhnya pada temperatur 800oC (1472oF) selama sejam dan didingankan perlahan dengan laju tidak lebih dari -6oC (21oF) per jam, sampai furnace hitam/padam. Setelah itu material harus dipindahkan dan di-air cooled.TemperingBaja AISI D3 didinginkan ke temperatur kamar dan di-temper secepatnya. Material ditempatkan pada tempering furnace dan temperatur dinaikkan perlahan ke 150oC (302oF). Proses tempering selama satu jam per inci ketebalan.Hardening (Oil-Quenching)Baja AISI D3 dipanaskan secara tepat karena sangat sensitif terhadap over heating dan jika tidak dipanaskan tidak akan mencapai kekerasan maksimum. Material diletakkan secara langsung di furnace yang sudah di-preheated sampai 955oC (1750oF) selama 20-25 menit, ditambah 5 menit per inci ketebalan, dan kemudian di-oil quenched untuk mengeraskannya.Metode PercobaanAnalisa metallography menggunakan microscope optic (Olympus GX71) dengan perbesaran 500x dan 1000x. Preparasi sample dilakukan dengan ketebalan 2 cm. Mounting dilakukan dengan menggunakan resin yang bertujuan untuk mempermudah pemegangan spesimen. kemudian menghaluskan permukaan dengan menggunakan beberapa proses. Proses pertama dilakukan menggunakan kikir, proses kedua dilakukan dengan menggunakan kertas gosok (amplas) dengan grade 80-2000. Sedangkan tahap akhir dilakukan polishing dengan menggunakan autosol. Proses etsa dengan metode swap menggunakan larutan nital sesuai dengan komposisi selama 10 detik dan pada percobaan kedua menggunakan larutan glyceregia sesuai dengan komposisi selama 5 detik.Analisa Data dan Pembahasan

Gambar 1.a. Struktur mikro ferrite dan pearlite, etsa nital 2%, perbesaran 1000xGambar tersebut memperlihatkan adanya fasa pearlite dan ferrite serta karbida. Dimana fasa pearlite ditunjukkan dengan fasa yang berwarna gelap (coklat tua) sedangkan fasa ferrite ditunjukkan dengan fasa yang berwarna terang (coklat muda).Pada gambar tampak pearlite dan ferrite kasar yang diakibatkan heat treatment yang terlalu lama sehingga austenite yang dihasilkan juga akan kasar dan apabila didinginkan akan menghasilkan pearlite dan ferrite yang kasar juga.

Gambar 1.b. Karbida chromium, etsa glyceregia, perbesaran 1000xPada gambar 2.1.b terlihat adanya bintik berwarna hitam. Bintik hitam tersebut merupakan karbida Chromium. Hal ini bisa terjadi karena unsur chromium di dalam baja akan sebagian larut di dalam ferrite sedangkan sebagian lagi akan bergabung menjadi carbidaKarbida tersebut terbentuk akibat adanya afinitas yang tinggi antara chromium dan carbon. Hal ini menyebabkan terbentuknya karbida chromium (Cr7C3). Dengan adanya heat treatment pada spesimen, maka akan kita dapatkan pola karbida yang lebih halus. Dengan adanya heat treatment, maka spesimen mengalami thermal shock yang akan menyebabkan terjadinya cacat struktural yang dapat membantu disaat terjadi nukleasi karbida dan menghasilkan penyebaran karbida yang merasa di struktur mikronya. Daftar PustakaTadeusz Hryniewicz, Tadeusz Nykiel. 2001. ON THE KINETICS OF AUSTENITE GRAIN GROWTH DURING AUSTENITIZING OF TOOL STEEL OF ABOUT 2%C AND 12%Cr TYPE WITH THE ADDITIVES OF W, V AND Mo, V. Technical University of Koszalin; Poland

Mahdi MUHAMMADPOUR, Ali-Reza KIANI-RASHID. 2012. An Accelerated Spherodization Method in High Chromium Tool Steel. Ferdowsi University of Mashhad; IranThank You