ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA PENGELASAN CAST STEEL (SC 42) DENGAN...

6
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271 1 Tugas Akhir ini bertujuan untuk mengidentifikasi pengaruh aplikasi Post Weld Heat Treatment (PWHT) terhadap sifat mekanik dan sifat metalurgi material pada pengelasan cast steel dengan carbon steel. Material yang dipakai pada tugas ini adalah cast steel (SC 42 W) dan carbon steel dengan ukuran masing- masing 16 mm. Material tersebut nantinya disambung dengan menggunakan pengelasan SMAW. Setelah itu dilakukan aplikasi PWHT sesuai dengan prosedur ASME VIII pada tabel UHT-56. Pengujian yang dilakukan terdiri empat macam, yaitu analisa kekuatan tarik (Tensile strength), kekuatan impact (impact test), kekerasan (hardness), dan analisa struktur mikro. Dari hasil pengujian tersebut dilakukan analisa dengan membandingkan material yang dilas dan disertai proses PWHT dengan material yang dilas tanpa menggunakan perlakuan PWHT. Berdasarkan hasil pengujian, material yang dikenai proses PWHT mengalami penurunan σyield sebesar 18.58% dan σultimate sebesar 12.10%. Namun di sisi lain keuletannya meningkat, terlihat dari kenaikan elongation sebesar 0.51% dan reduction of area sebesar 35.33% . Sedangkan dari hasil tes impact Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT, pada suhu 20 O C memiliki kuat impact 3.90% lebih besar dibandingkan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT, pada suhu 0 O C 31.34% lebih besar, pada suhu -20 O C memiliki kuat impact 6.90% lebih besar dibandingkan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT. Dari pengujian struktur mikro, dengan perbesaran 100X, material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT memiliki prosentase ferit 17,35% lebih banyak dan prosentase perlit 17,35% lebih kecil serta grain size 3,26% lebih kecil dibandingkan dengan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT. Dengan Perbesaran 400X, material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT memiliki prosentase ferit 6,84% lebih banyak dan prosentase perlit 6,84 % lebih kecil serta grain size 2,20% lebih kecil dibandingkan dengan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT. Sesuai dengan pengujian hardness, material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT, pada daerah weld metal, HAZ, dan base metal memiliki rata-rata hardness value 7.89% lebih rendah material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT. Kata Kunci : Carbon Steel, Cast Steel, Pengelasan, PWHT, SMAW. 1. PENDAHULUAN eknologi pengelasan kini telah mengalami kemajuan yang pesat seiring dengan kebutuhan akan kualitas las yang baik. Dalam setiap pengelasan akan didapat pemanasan yang tidak merata antara logam las, logam dasar, dan daerah HAZ. Dengan perbedaan pemanasan akan menyebabkan struktur yang menyusun suatu material akan berubah. Untuk itu perlu dilakukan perlakuan panas kembali untuk mengatur kembali struktur dari material. Perlakuan panas yang akan dilakukan pada material baja bertujuan utama untuk membentuk struktur mikro dari baja tersebut. Dengan terbentuknya struktur yang baru maka akan didapat sifat kekuatan dan kekerasan bahan. Proses pemanasan dilakukan pada logam las yang sudah memiliki sifat tertentu yakni meningkatkan kekerasan namun mengurangi keuletan bahan. Karena pada daerah pengaruh panas memiliki pengaruh besar akan terbentuknya material getas. Salah satu perlakuan yang dilakukan pada proses pengelasan adalah Post weld heat treatment (PWHT). Post weld heat treatment biasanya digunakan untuk stress relief (pelepasan tegangan sisa). Tujuan dari stress relieving adalah untuk mengurangi semua tegangan sisa atau tegangan internal yang mungkin terbentuk saat proses pengelasan. Stress relief setelah pengelasan mungkin saja diperluan untuk mengurangi resiko patah getas (brittle fracture), untuk menghindari distorsi saat machining, atau untuk mengurangi resiko terjadinya stress corrosion cracking. Pada bangunan kapal, banyak daerah sambungan las yang rentan terjadi residual stress. Salah satunya adalah pada poros (shaft) propeller kapal. Pada daerah ini terdapat sambungan las antara cast steel (SC 42) dengan carbon steel (LR Grade E). SC 42 adalah salah satu jenis material cast steel cast steel yang biasa dipakai di kapal. Aplikasi SC 42 biasanya sebagai flanges pada sambungan poros (shaft) propeller. SC 42 memiliki kuat tarik (tensile strength) sebesar 1158 MPa dan kekerasan (hardness) 335 HB. Sedangkan material LR Grade E adalah jenis baja dari tensile strength steel pada umumnya. Baja LR Grade E memiliki kekuatan luluh 34.100 psi (235 MPa), dan kekuatan tarik antara 58.000 - 75.500 psi (400-520 MPa). Baja LR Grade E adalah salah satu baja yang memiliki kelas tertinggi dalam suatu pembangunan kapal. Dari uraian di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa pada pengelasan di daerah poros kapal dibutuhkan hasil las yang bagus dan tidak menimbulkan tegangan sisa. Maka dari itu pada tugas akhir ini akan menganalisa pengaruh aplikasi PWHT jika diterapkan pada pengelasan cast steel SC 42 dengan carbon steel LR Grade E terhadap sifat mekanis dan sifat metalurgi material. 2. MICROSTRUCTURE MATERIAL LAS Daerah las-lasan terdiri dari tiga bagian yaitu: daerah logam las, daerah pengaruh panas atau heat affected zone ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA PENGELASAN CAST STEEL (SC 42) DENGAN CARBON STEEL (GRADE E) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN METALURGI Wahyu Ade Saputra, Dosen Pembimbing : Ir.Achmad Zubaydi M.Eng.,Ph.D dan Ir.Soeweify, M.Eng Teknik Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail: [email protected] T

description

ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA PENGELASAN CAST STEEL (SC 42) DENGAN CARBON STEEL (GRADE E) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN METALURGI

Transcript of ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA PENGELASAN CAST STEEL (SC 42) DENGAN...

Page 1: ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA PENGELASAN CAST STEEL (SC 42) DENGAN CARBON STEEL (GRADE E) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN METALURGI

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271

1

Tugas Akhir ini bertujuan untuk mengidentifikasi pengaruh

aplikasi Post Weld Heat Treatment (PWHT) terhadap sifat

mekanik dan sifat metalurgi material pada pengelasan cast steel

dengan carbon steel. Material yang dipakai pada tugas ini adalah

cast steel (SC 42 W) dan carbon steel dengan ukuran masing-

masing 16 mm. Material tersebut nantinya disambung dengan

menggunakan pengelasan SMAW. Setelah itu dilakukan aplikasi

PWHT sesuai dengan prosedur ASME VIII pada tabel UHT-56.

Pengujian yang dilakukan terdiri empat macam, yaitu analisa

kekuatan tarik (Tensile strength), kekuatan impact (impact test),

kekerasan (hardness), dan analisa struktur mikro. Dari hasil

pengujian tersebut dilakukan analisa dengan membandingkan

material yang dilas dan disertai proses PWHT dengan material

yang dilas tanpa menggunakan perlakuan PWHT. Berdasarkan

hasil pengujian, material yang dikenai proses PWHT mengalami

penurunan σyield sebesar 18.58% dan σultimate sebesar 12.10%.

Namun di sisi lain keuletannya meningkat, terlihat dari kenaikan

elongation sebesar 0.51% dan reduction of area sebesar 35.33% .

Sedangkan dari hasil tes impact Material yang dilas dan dikenai

perlakuan PWHT, pada suhu 20 O C memiliki kuat impact 3.90%

lebih besar dibandingkan material yang dilas tanpa dikenai

perlakuan PWHT, pada suhu 0 O C 31.34% lebih besar, pada suhu

-20 O C memiliki kuat impact 6.90% lebih besar dibandingkan

material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT. Dari

pengujian struktur mikro, dengan perbesaran 100X, material yang

dilas dan dikenai perlakuan PWHT memiliki prosentase ferit

17,35% lebih banyak dan prosentase perlit 17,35% lebih kecil

serta grain size 3,26% lebih kecil dibandingkan dengan material

yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT. Dengan Perbesaran

400X, material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT memiliki

prosentase ferit 6,84% lebih banyak dan prosentase perlit 6,84 %

lebih kecil serta grain size 2,20% lebih kecil dibandingkan dengan

material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT. Sesuai

dengan pengujian hardness, material yang dilas dan dikenai

perlakuan PWHT, pada daerah weld metal, HAZ, dan base metal

memiliki rata-rata hardness value 7.89% lebih rendah material

yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT.

Kata Kunci : Carbon Steel, Cast Steel, Pengelasan, PWHT,

SMAW.

1. PENDAHULUAN

eknologi pengelasan kini telah mengalami kemajuan yang

pesat seiring dengan kebutuhan akan kualitas las yang

baik. Dalam setiap pengelasan akan didapat pemanasan yang

tidak merata antara logam las, logam dasar, dan daerah HAZ.

Dengan perbedaan pemanasan akan menyebabkan struktur

yang menyusun suatu material akan berubah. Untuk itu perlu

dilakukan perlakuan panas kembali untuk mengatur kembali

struktur dari material. Perlakuan panas yang akan dilakukan

pada material baja bertujuan utama untuk membentuk struktur

mikro dari baja tersebut. Dengan terbentuknya struktur yang

baru maka akan didapat sifat kekuatan dan kekerasan bahan.

Proses pemanasan dilakukan pada logam las yang sudah

memiliki sifat tertentu yakni meningkatkan kekerasan namun

mengurangi keuletan bahan. Karena pada daerah pengaruh

panas memiliki pengaruh besar akan terbentuknya material

getas.

Salah satu perlakuan yang dilakukan pada proses pengelasan

adalah Post weld heat treatment (PWHT). Post weld heat

treatment biasanya digunakan untuk stress relief (pelepasan

tegangan sisa). Tujuan dari stress relieving adalah untuk

mengurangi semua tegangan sisa atau tegangan internal yang

mungkin terbentuk saat proses pengelasan. Stress relief setelah

pengelasan mungkin saja diperluan untuk mengurangi resiko

patah getas (brittle fracture), untuk menghindari distorsi saat

machining, atau untuk mengurangi resiko terjadinya stress

corrosion cracking.

Pada bangunan kapal, banyak daerah sambungan las yang

rentan terjadi residual stress. Salah satunya adalah pada poros

(shaft) propeller kapal. Pada daerah ini terdapat sambungan las

antara cast steel (SC 42) dengan carbon steel (LR Grade E).

SC 42 adalah salah satu jenis material cast steel cast steel yang

biasa dipakai di kapal. Aplikasi SC 42 biasanya sebagai

flanges pada sambungan poros (shaft) propeller. SC 42

memiliki kuat tarik (tensile strength) sebesar 1158 MPa dan

kekerasan (hardness) 335 HB. Sedangkan material LR Grade

E adalah jenis baja dari tensile strength steel pada umumnya.

Baja LR Grade E memiliki kekuatan luluh 34.100 psi (235

MPa), dan kekuatan tarik antara 58.000 - 75.500 psi (400-520

MPa). Baja LR Grade E adalah salah satu baja yang memiliki

kelas tertinggi dalam suatu pembangunan kapal.

Dari uraian di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa pada

pengelasan di daerah poros kapal dibutuhkan hasil las yang

bagus dan tidak menimbulkan tegangan sisa. Maka dari itu

pada tugas akhir ini akan menganalisa pengaruh aplikasi

PWHT jika diterapkan pada pengelasan cast steel SC 42

dengan carbon steel LR Grade E terhadap sifat mekanis dan

sifat metalurgi material.

2. MICROSTRUCTURE MATERIAL LAS

Daerah las-lasan terdiri dari tiga bagian yaitu: daerah

logam las, daerah pengaruh panas atau heat affected zone

ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT

(PWHT) PADA PENGELASAN CAST STEEL (SC 42) DENGAN CARBON

STEEL (GRADE E) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN METALURGI

Wahyu Ade Saputra, Dosen Pembimbing : Ir.Achmad Zubaydi M.Eng.,Ph.D dan Ir.Soeweify, M.Eng

Teknik Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia

e-mail: [email protected]

T

Page 2: ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA PENGELASAN CAST STEEL (SC 42) DENGAN CARBON STEEL (GRADE E) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN METALURGI

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271

2

disingkat menjadi HAZ dan logam induk yang tak terpengaruhi

panas.

A. Daerah logam las.

Daerah logam las adalah bagian dari logam yang pada

waktu pengelasan mencair dan kemudian membeku.

Komposisi logam las terdiri dari komponen logam induk dan

bahan tambah dari elektroda. Karena logam las dalam proses

pengelasan ini mencair kemudian membeku, maka

kemungkinan besar terjadi pemisahan komponen yang

menyebabkan terjadinya struktur yang tidak homogen,

ketidakhomogennya struktur akan menimbulkan struktur ferit

kasar dan bainit atas yang menurunkan ketangguhan logam

las.Pada daerah ini struktur mikro yang terjadi adalah struktur

cor.Struktur mikro di logam las dicirikan dengan adanya

struktur berbutir panjang (columnar grains).Struktur ini

berawal dari logam indukdan tumbuh ke arah tengah daerah

logam las (Sonawan, 2004).

Gambar 1. Daerah Logam Lasan dan logam induk

B. Daerah pengaruh panas atau heat affected zone (HAZ).

Daerah pengaruh panas atau heat affected zone (HAZ)

adalah logam dasar yang bersebelahan dengan logam las yang

selama proses pengelasan mengalami siklus termal pemanasan

dan pendinginan cepat sehingga daerah ini yang paling kritis

dari sambungan las. Secara visual daerah yang dekat dengan

garis lebur las maka susunan struktur logamnya semakin kasar.

Pada daerah HAZ terdapat tiga titik yang berbeda, titik 1 dan 2

menunjukkan temperatur pemanasan mencapai daerah berfasa

austenit dan ini disebut dengan transformasi menyeluruh yang

artinya struktur mikro baja mula-mula ferit+perlit kemudian

bertransformasi menjadi austenit 100%. Titik 3 menunjukkan

temperatur pemanasan, daerah itu mencapai daerah berfasa

ferit dan austenit dan ini yang disebut transformasi sebagian

yang artinya struktur mikro baja mula-mula ferit+perlit

berubah menjadi ferit dan austenit.

Gambar 2. Heat Affected Zone

C. Logam induk

Logam induk adalah bagian logam dasar di mana panas dan

suhu pengelasan tidak menyebabkan terjadinya perubahan-

perubahan struktur dan sifat. Disamping ketiga pembagian

utama tersebut masih ada satu daerah pengaruh panas, yang

disebut batas las (Wiryosumarto, 2000).

3. PERLAKUAN PANAS PASCA PENGELASAN

(POST WELD HEAT TREATMENT)

Dalam setiap pengelasan akan didapat pemanasan yang

tidak merata antara logam las, logam dasar, dan daerah HAZ.

Dengan perbedaan pemanasan akan menyebabkan struktur

yang menyusun suatu material akan berubah. Untuk itu perlu

dilakukan perlakuan panas kembali untuk mengatur kembali

struktur dari material. Perlakuan panas yang akan dilakukan

pada material baja bertujuan utama untuk membentuk struktur

mikro dari baja tersebut. Dengan terbentuknya struktur yang

baru maka akan didapat sifat kekuatan dan kekerasan bahan.

Proses pemanasan dilakukan pada logam las yang sudah

memiliki sifat tertentu yakni meningkatkan kekerasan namun

mengurangi keuletan bahan. Karena pada daerah pengaruh

panas memiliki pengaruh besar akan terbentuknya material

getas atau kandungan ferrit terjadi di daerah HAZ. Dengan

melakukan perlakuan panas akan didapatkan sifat-sifat

material yang menguntungkan bagi desainer.

Proses pemanasan yang dilakukan adalah dengan memasukkan

material ke dalam oven dengan pengaturan suhu A3o-35

o C.

Setelah pemanasan dilakukan pendinginan yang cepat agar

struktur yang terbentuk stabil sehingga kekuatan masih bisa

dipertahankan atau ditingkatkan. Perlakuan Panas atau heat

treatment dilakukan sebagai kombinasi pemanasan dan

pendinginan terhadap logam atau paduan dalam keadaan padat

untuk memperoleh sifat-sifat tertentu. Pada pemanasan dan

pendinginan akan terjadi perubahan struktur mikro, dapat

berupa perubahan fase dan bentuk atau ukuran yang

menyebabkan terjadinya perubahan sifat logam paduan.

Struktur mikro selain ditentukan oleh komposisi kimia dari

logam juga ditentukan oleh struktur atau kondisi awal benda

kerja. Paduan dengan komposisi yang sama, mungkin akan

menghasilkan struktur mikro yang berbeda yang berupa sifat

mekanik apabila struktur kondisi awalnya berbeda.(Douthet,

Joseph, “Heat Treating of Stainless Steel”, Armco Research

and Technology, 19….)

4. PROSEDUR PENGUJIAN

Sesuai dengan studi literatur yang diperoleh, bahwa dalam

peraturan Lloyd’s Register ada dua cara pengambilan posisi

specimens uji. Dalam Tugas Akhir ini, peraturan yang

seharusnya diterapkan adalah Butt weld test assemblies.

Namun karena keterbatasan jumlah material uji, maka

berdasarkan hasil diskusi dengan dosen pembimbing, kami

memutuskan menggunakan peraturan dari pada deposited

metal test assemblies. Sedangkan untuk mengetahui posisi

patahan jika dilakukan transversal tensile test, akan kami

analisis dari hasil konversi hardness value ke tensile strength,

dimana pengujian hardness dilakukan pada daerah weld metal,

HAZ, dan base metal.

Page 3: ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA PENGELASAN CAST STEEL (SC 42) DENGAN CARBON STEEL (GRADE E) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN METALURGI

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271

3

Gambar 3. Posisi Pengambilan Specimens

METODE PENELITIAN

Urutan pelaksanaan pemodelan yang akan dilakukan adalah

mengikuti diagram alir sebagai berikut,

Gambar 4. Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir

5. URAIAN PENELITIAN

Pada bab ini disajikan analisa terhadap data yang telah

diperoleh dari pengujian-pengujian yang telah dilakukan.

A. Analisa Hasil Uji Tarik

Dari pengujian tarik yang telah dilakukan maka diperoleh data

sebagai berikut :

Tabel 1.

Data Hasil Pengujian Uji Tarik

Dari Tabel 1 dapat diketahui bahwa jika suatu material las

dikenai perlakuan panas setelah pengelasan akan mengurangi

Fyield, Fultimate, σyield, dan σultimate material tersebut.

Namun disisi lain perlakuan panas pasca pengelasan dapat

meningkatkan keuletan material las. Peningkatan material las

dapat dilihat dari pertambahan panjang dan reduction of area

yang ditunjukkan pada pengujian. Hal ini disebabkan oleh

perbedaan struktur material las. Jika suatu material dikenai

perlakuan panas pasca pengelasan sesuai dengan kemampuan

material menyerap panas, kemudian diturunkan secara

perlahan maka akan menghilangkan residual stress yang

ditimbulkan oleh proses pengelasan dan akan terbentuk ukuran

butir dan memperbaiki struktur material tersebut. Sehingga

dengan berkurangnya residual stress dan ukuran butir pada

struktur material menyebabkan sifat keuletan material tersebut

meningkat.

B. Analisa Hasil Uji Impact

Pada pengujian impact ini didapatkan data-data berupa kuat

impact, dimana kuat impact ini dapat digunakan sebagai

pembanding sifat ketangguhan (toughness) material yang satu

dengan yang lain. Dari pengujian impact didapatkan data-data

sebagai berikut :

Tabel 2

Data hasil pengujian impact

Dari Tabel 2 dapat diketahui bahwa perlakuan panas pasca

pengelasan mempengaruhi besarnya kuat impact. Material

Page 4: ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA PENGELASAN CAST STEEL (SC 42) DENGAN CARBON STEEL (GRADE E) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN METALURGI

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271

4

yang dikenai perlakuan panas cenderung memiliki harga kuat

impact lebih besar dari pada material tanpa perlakuan. Pada

suhu 20 O

C, kuat impact material las tanpa perlakuan adalah

sebesar 0.74 Joule/mm2, sedangkan kuat impact material las

dengan perlakuan panas adalah sebesar 0.77 Joule/mm2. Pada

suhu 0 O

C, kuat impact material las tanpa perlakuan adalah

sebesar 0.46 Joule/mm2, sedangkan kuat impact material las

dengan perlakuan panas adalah sebesar 0.67 Joule/mm2. Pada

suhu -20 O

C, kuat impact material las tanpa perlakuan adalah

sebesar 0.27 Joule/mm2, sedangkan kuat impact material las

dengan perlakuan panas adalah sebesar 0.29 Joule/mm2.

Kenaikan harga impact ini menunjukkan bahwa material yang

dikenai perlakuan panas pasca pengelasan kemudian

didinginkan secara perlahan akan menyebabkan material

tersebut menjadi ulet (ductile).

C. Aalisa Hasil Uji Foto Mikro

Analisa foto mikro didasarkan pada fenomena perbedaan-

perbedaan yang Nampak pada masing-masing material

uji/specimens seperti kandungan ferrit/perlit dan ukuran butir

dari struktur mikro yang terbentuk, dimana kedua komponen

ini berpengaruh terhadap sifat-sifat mekanik yang ditimbulkan

oleh material.

Dari hasil foto mikro diketahui bahwa material yang tidak

dikenai pemanasan dan juga material yang dikenai perlakuan

panas pasca pengelasan, struktur mikro yang terbentuk terdiri

dari matrik ferrit dan perlit yang terdistribusi secara acak

dengan besar atau ukuran butir (grain size) yang berbeda.

Terlihat juga dari hasil foto mikro ini bahwa bagian yang

berwarna gelap menunjukkan matrik pearlit sedangkan bagian

yang berwarna terang menunjukkan matrik struktur ferrit.

Untuk menentukan besarnya ukuran butir (grain size) dan

prosentase matrik ferit dengan perlit dilakukan dengan cara

memasukkan gambar ke dalam suatu software yaitu grain size

software. Berikut ini adalah proses analisa metalografi

menggunakan software tersebut.

[1] Foto mikro yang akan dianalisa dengan menggunakan

software grain size harus dalam format bitmap (bmp).

[2] Memilih magnification yang sesuai dengan perbesaran

pada foto mikro. Dalam analisa ini, perbesaran foto

mikro yang digunakan adalah perbesaran 400X.

[3] Mengatur sensitivitas kontras warna foto mikro dengan

mengatur slider pada tab “image processing”.

Selanjutnya, klik tab “edge detection” untuk

mengubah ratio kontras dari foto.

[4] Foto mikro yang dianalisa akan berubah tampilan

menjadi biru putih.

[5] Pada tab “metod”, pilih metode pengukuran yang

digunakan. Dalam penelitian Tugas Akhir ini metode

yang dipakai adalah circular. Selanjutnya, klik tab

“process” untuk menganalisa ukuran butir

[6] Setelah foto mikro dianalisa maka didapatkan hasil

berupa prosentase dari ferit (white) dan perlit (black)

serta ukuran butir (grain size).

[7] Langkah [1] sampai [6] di atas selanjutnya digunakan

untuk menganalisa specimens foto mikro yang

lainnya.

Gambar 5. Langkah awal pengambilan prosentase ferit-perlit

Langkah awal yang dilakukan adalah mengatur detection

sensitivity sebesar 75%, selanjutnya memilih intercept yang

akan digunakan. Pada pengujian ini intercept yang digunakan

adalah berupa circular. Untuk magnificationnya piilih angka

400. Magnification ini adalah perbesaran dari proses

pengambilan foto. Pemilihan magnification sebesar 400 ini

didasarkan pada besarnya perbesaran saat dilakukan foto

mikro.

Gambar 6. Identifikasi struktur ferit dan perlit

Selanjutnya running program dengan meng-klik perintah Edge

Detection, secara otomatis harga atau prosentase ferit- perlit

akan keluar dengan sendirinya. Selain prosentase ferit-perlit

dapat kita cari juga grain size dari struktur mikro yang diamati,

Page 5: ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA PENGELASAN CAST STEEL (SC 42) DENGAN CARBON STEEL (GRADE E) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN METALURGI

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271

5

setelah proses di atas selesai kita klik process pada intercept

method maka akan muncul perintah pada gambar di bawah

Gambar 7. Proses penentuan grain size struktur mikro

Setelah meng-klik pada bagian yang ditentukan maka ASTM

grain size dari struktur mikro tersebut akan keluar dengan

sendirinya.

Gambar 8. Penentuan letak titik pengambilan grain size dan

hasilnya

Tabel 3

Grafik Hasil analisis foto mikro

Dari hasil pengujian ini didapatkan bahwa prosentase ferit

pada material yang dilas dan diikuti dengan PWHT cenderung

lebih besar dibandingkan dengan prosentase ferit pada material

yang dilas tanpa perlakuan PWHT. Hal ini menunjukkan

bahwa material yang dilas diikuti dengan PWHT memiliki

sifat lebih ulet (ductile) dibandingkan dengan material yang

dilas tanpa perlakuan PWHT. Selain itu, untuk material uji

yang tidak mengalami pemanasan (PWHT) memiliki besar

butir lebih kecil dibandingkan material uji yang mengalami

pemanasan pasca pengelasan.

D. Analisa Hasil Pengujian Kekerasan

Pengujian kekerasan ini digunakan untuk mencari tingkat

kekerasan dari material sehingga dari harga-harga kekerasan

tersebut kita dapat mengetahui apakah material ductile atau

brittle. Makin tinggi nilai kekerasan yang dimiliki oleh suatu

material maka material tersebut makin brittle.

Dalam tugas akhir ini hasil dari pengujian kekerasan

disajikan dalam bentuk tabel sebagai berikut

Tabel 4

Data Hasil pengujian hardness

Dari Tabel 4 didapatkan rata-rata hardness value antara kedua

material. Material yang dilas tanpa perlakuan PWHT memiliki

rata-rata hardness value sebesar 154.7083 HV. Sedangkan

material yang dilas dan disertai dengan PWHT memiliki rata-

rata hardness value sebesar 142.5083 HV. Hasil ini

menunjukkan bahwa material yang dilas tanpa perlakuan

PWHT memiliki tingkat kekerasan 7.8% lebih besar dari pada

material yang dilas disertai proses PWHT, sehingga lebih

getas.

6. KESIMPULAN/RINGKASAN

1. Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT

mengalami penurunan σyield sebesar 18.58% dan

σultimate sebesar 12.10%. Namun di sisi lain

keuletannya meningkat, terlihat dari kenaikan

elongation sebesar 0.51% dan reduction of area

sebesar 35.33%

2. Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT,

pada suhu 20 O

C memiliki kuat impact 3.90% lebih

Page 6: ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA PENGELASAN CAST STEEL (SC 42) DENGAN CARBON STEEL (GRADE E) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN METALURGI

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN: 2301-9271

6

besar dibandingkan material yang dilas tanpa dikenai

perlakuan PWHT

3. Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT,

pada suhu 0 O

C memiliki kuat impact 31.34% lebih

besar dibandingkan material yang dilas tanpa dikenai

perlakuan PWHT

4. Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT,

pada suhu -20 O

C memiliki kuat impact 6.90% lebih

besar dibandingkan material yang dilas tanpa dikenai

perlakuan PWHT

5. Dengan Perbesaran 100X, material yang dilas dan

dikenai perlakuan PWHT memiliki prosentase ferit

17,35% lebih banyak dan prosentase perlit 17,35%

lebih kecil serta grain size 3,26% lebih kecil

dibandingkan dengan material yang dilas tanpa

dikenai perlakuan PWHT

6. Dengan Perbesaran 400X, material yang dilas dan

dikenai perlakuan PWHT memiliki prosentase ferit

6,84% lebih banyak dan prosentase perlit 6,84 %

lebih kecil serta grain size 2,20% lebih kecil

dibandingkan dengan material yang dilas tanpa

dikenai perlakuan PWHT

7. Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT,

pada daerah weld metal, HAZ, dan base metal

memiliki rata-rata hardness value 7.89% lebih rendah

material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih Penulis tujukan yang pertama kepada

Emak dan Bapak yang telah memberikan segala doa dan biaya

demi terselesaikannya penelitian ini. Kedua kepada Bapak Ir.

Achmad Zubaydi, M.Eng.,Ph.D dan Ir Soeweify, M.Eng

selaku dosen pembimbing kami serta segenap teman-teman

dan pihak-pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu per satu.

DAFTAR PUSTAKA

[1] ASME SECTION, VIII. Qualification Standard for Welding and

Brazing Operators. New York: ASME, 1995.

[2] ASTM. Annual Book of ASTM Standar Volume 03.01. Philadelphia:

ASTM Publishing, 1986.

[3] B, Zakarov. Heat Treatment of Metal. Moscow: Peace Publishers

Moscow.

[4] Douthett, Joseph. Heat Treating of Stainless Steel. Armco Research and

Technology, 19...

[5] Gianto. Pengaruh Perlakuan Panas Pasca Pengelasan Terhadap

Ketahanan Korosi Material SS 304 Dengan Metode Pengujian Salt

Spray. Surabaya: Jurusan Teknik Perkapalan FTK ITS, 2006.

[6] Hadi, Sofyan. Analisa Pengaruh Pemanasan Terhadap Struktur

Material Weld Metal. Surabaya: Jurusan Teknik Perkapalan FTK ITS,

2003.

[7] Hanafi, Ahmad. Analisa Laju Perambatan Retak Di Daerah Pengaruh

Panas (HAZ) Pada Baja Tahan Karat Tipe A.I.S.I 304 Dengan

Perlakuan dan Tanpa Perlakuan. Surabaya: Jurusan Teknik Perkapalan

FTK ITS, 2005.

[8] Okumura, Wiryosumarto dan Toshie. Teknologi Pengelasan Logam.

Jakarta: Pradnya Paramita, 1996.

[9] Rosana, Eriska. Analisa Perbandingan Laju Korosi Pelat SS-41 Antara

Metode Pengelasan Manual (SMAW) dengan Otomatis (SAW) di

Daerah Weld Metal. Surabaya: Teknik Perkapalan FTK,ITS, 2001.

[10] Smith, William F. Fondation of Materials Science and Engineering.

New York: Mc Graw Hill International, 1983.

[11] Suherman, Wahid. Ilmu Logam. Surabaya: Jurusan Teknik Mesin FTI

ITS, 1987.

[12] —. Pengetahuan Bahan. Surabaya: Jurusan Teknik Mesin FTI ITS,

1987.

[13] —. Perlakuan Panas. Surabaya: Jurusan Teknik Mesin FTI ITS, 2001.

[14] Sukrawan, Yusep. "Blog Mahasiswa Universitas Brawijaya."

http://blog.ub.ac.id/jonathanpurba/. Maret 3, 2010.

http://blog.ub.ac.id/jonathanpurba/ (accessed Januari 6, 2013).

[15] Tata Surdia dan Shinroku Saito. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta:

PT Pradnya Paramita, 1992.

[16] Thelning, Karl-Erik. Steel and its Heat Treatment. Londong and

Boston: Butterworths, 1975.

[17] Welder, Windi. September 21, 2010.

http://www.blogger.com/profile/15383163539912002907 (accessed

Januari 7, 2013).