Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
-
Upload
ido-widya-yudhatama -
Category
Documents
-
view
242 -
download
0
Transcript of Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
1/28
BAJA PADUAN RENDAH
BERKEKUATAN TINGGI(High Strength Low Alloy Steel)
HSLA
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
2/28
MENURUT AISI : Baja HSLA terdiri dari sekelompokbaja tertentu dengan komposisi kimia yang khususdibuat untuk memberikan sifat mekanis lebih baik
dan dalam hal tertentu dapat memberikan ketahananterhadap korosi cuaca (atmosfir) dibandingkan denganbaja karbon konvensional
Baja HSLA pada umumnya dibuat dengan lebih
ditekankan pada persyaratan sifat mekanis daripadapersyaratan komposisi kimia
Baja HSLA mempunyai kekuatan tinggi, tangguh,serta mudah dibentuk dan dilas
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
3/28
Baja HSLA pertama dibuat oleh Union Carbide Corpdi USA 1936
Baja HSLA dibuat dengan menambahkan unsur Nb
kedalam baja ferit-perlitKarena Nb mahal dan permintaan pasar terhadapbaja HSLA terbatas, oleh karena ituperkembangannya menjadi sangat lambat
Tahun 1950 harga Nb turun dan permintaan pipa-pipa baja yang mempunyai kekuatan dan ketangguhantinggi serta mudah di las, sehingga perkembangannyamenjadi pesat
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
4/28
1. Kadar C dalam baja ini rendah (0,05-0,15%)sehingga mudah di las. Kekuatannya meningkatkarena ditambahkan Mn, Nb, Mo, dan V sehingga
terbentuk ferit “acicular” yaitu struktur yangmemiliki kerapatan dislokasi yang tinggi sehinggamemberikan efek penguatan yang tinggi
2. Baja HSLA hasil hot rolled mempunyai
σy = 250-550 MPa dan σu = 415-700 MPa3. Perkembangan baja HSLA dipercepat olehpermintaan baja yang kuat, tangguh, mudah dilasuntuk pipa gas alam, kapal, dan struktur rig lepas
pantai
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
5/28
4.Belakangan ini baja tersebut digunakan untukmenurunkan berat untuk menghemat bahan bakarsehingga cocok untuk pemakaian pada industri
transportasi (otomotif)
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
6/28
MEKANISME PENGUATAN BAJAHSLA
1. Grain Refinement (penghalusan butiran)
2. Precipitation Hardening (penguatan karenapembentukan partikel halus/precipitat)
3. Strain Hardening (penguatan karenaregangan/dislokasi)
4. Solid Solution Strengthening (penguatankarena pemaduan/larutan padat)
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
7/28
PROSES PRODUKSI BAJA HSLA
1. Pemaduan dengan sejumlah kecil elemen-elemen pembentuk Karbida dan Nitrida(pemaduan mikro)
2. Pengerolan terkontrol (Controlled Rolling)
3. Pendinginan terkontrol (Controlled Colling)
4. Pengaturan bentuk inklusi (Inclusion ShapeControl)
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
8/28
Faktor-faktor “Mekanisme Penguatan Baja HSLA”
dan “Proses Produksi Baja HSLA” dapatditerapkan secara gabungan (kombinasi) atau
sendiri-sendiri untuk menghasilkan sifat yang
diinginkan
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
9/28
PENGARUH UNSUR PADUAN TERHADAPSIFAT BAJA HSLA
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
10/28
PENAMBAHAN UNSUR MNKEDALAM BAJA HSLA
Penambahan unsur Mn kedalam baja HSLA.1-1,5% dapat menurunkan temperaturtransformasi dari γ ke α poligon sekitar 50OC ,dapat menghasilkan penghalusan butiran α,
akibatnya dapat menaikkan kekuatan danmenurunkan temperatur transisi pada impacttest (menaikkan ketangguhan)
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
11/28
Pengaruh besar butiran terhadap kekuatanditunjukkan oleh persamaan Hall-Petch
Sy=S1 + Ky.d-1/2
keterangan:
Sy=tegangan luluhKy=konstanta
S1=tegangan gesek d=diameter butiran α
Kadar Nn 1,5-2,0% dapat menurunkan temperaturtransisi lebih jauh, hal ini akan menyebabkan γmengalami transformasi menjadi α “acicular” danbukan lagi α poligon.
α “acicular” dapat menaikkan kekuatan.
Mn menguatkan baja karena penghalusan butiran
maupun karena penguatan larutan padat (SolidSolution Hardening)
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
12/28
PENAMBAHAN UNSUR AL KEDALAMBAJA
Perkembangan baja kekuatan tinggi dari bajagrade 50 (semi killed) dan selanjutnya melaluipenambahan Al maka diperoleh baja St 52
Penambahan unsur Al tersebut dimaksudkansebagai bahan deoksidator dan memberikanpembentukan struktur ferit yang lebih halussetelah dilakukan proses perlakuan panasnormalizing
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
13/28
Proses Normalisasi pada umumnya dimaksudkanuntuk menyamakan struktur dan sifat-sifat pelat bajahasil pengerolan panas. Temperatur pemanasan ± 900
OC, unsur Al yang ada dalam baja mengikat Nitrogen(N), partikel halus AlN ( Alumunium Nitrida) tersebarmerata. Unsur-unsur yang mempunyai afinitas kuatterhadap karbon misal unsur paduan mikro dapat
menimbulkan presipitasi karbida (MC). Partikel-partikel AlN dan MC sebagai pusat pengintian(nuklei) selama transformasi berikutnya, disampingberfungsi pula sebagai penghalang batas butir.
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
14/28
Karena itu transformasi γ ke α akan menghasilkanstruktur α + p yang halus ketika dilakukanpendinginan di udara, terjadi peningkatan kekuatandan penurunan temperatur transisi
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
15/28
GAMBAR 5A
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
16/28
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
17/28
UNSUR PEMADU MIKRO : NB, V, DANTI
Niobium (Nb)dapat mengikat C dan N membentukpartikel halus dalam bentuk Karbida atau Nitridaatau kombinasinya disebutKarbonitrida (C,N).Pembentukan partikel halus ini sangat ditentukan
oleh kelarutannya didalam γ dan dapat menghambatterjadinya proses Rekristalisasi dan grain growthselama proses Normalisasi atau proses pengerolanterkontrol. Sehingga dihasilkanpenghalusan butiran γ,
kemudian menghasilkan butiran α yang halus.
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
18/28
Partikel halus Nb (C,N) yang terbentuk didalam γatau didalam α selama atau setelah transformasi jugamenghasilkan kenaikan kekuatan.
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
19/28
Vanadium (V) juga berinteraksi secara kuat dengan Cdan N membentuk V (CN) dan memberikan efek yangbermanfaat terhadap pengontrolan rekristalisasi γ
dan peningkatan kekuatan akibat precipitationhardening terutama pada baja dengan kadar N tinggi.Proses penguatan oleh Pemadu Mikro disebabkanoleh :
“grain refinement dan precipitation hardening”
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
20/28
PENGARUH UNSUR-UNSUR CU, NI,DAN CR
Unsur-unsur pemadu Cu, Ni, Cr, Si merupakan unsur-unsur pemadu konvensional yang biasanyaditambahkan kedalam baja beberapa persepuluhpersen sampai >1%.
Pengaruhnya terhadap penguatan, temperaturtransisi dan sifat mampu las pada umumnya berbedaantara satu dengan yang lain.
Unsur-unsur pemadu konvensional, efek penguatan
larutan padat (solid solution hardening), utamanyabaja yang akan di Normalizing disamping temperaturRekristralisasi meningkat
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
21/28
Cu dan Ni mempunyai pengaruh yang serupa sepertiyang diberikan oleh Mn terhadap sifat transformasiyaitu menurunkan temperatur transformasi γ ke α.
Kedua unsur ini dapat menghaluskan butiran.Pengaruh lain Cu dapat menurunkan laju korosi bajadan dapat menurunkan laju korosi baja dan dapatmenurunkan kecendrungan pembentukan hidrogen
yang membentuk lubang-lubang halus (void) padadaerah sekitar inklusi.
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
22/28
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
23/28
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
24/28
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
25/28
JENIS BAJA HSLA
Jenis baja HSLA pada umumnya memilikistruktur mikro ferit poligon dan perlit yang halusdisertai dengan adanya precipitasi karbida atauNitrida.
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
26/28
Jenis lain baja HSLA :
Baja HSLA dengan struktur mikro Ferit Acicular
Baja HSLA dengan struktur mikro BainitBaja HSLA dengan struktur mikro Dual-Phase
Baja HSLA cuaca (weathering HSLA Steel)
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
27/28
Perbedaan struktur yang terjadi pada setiap HSLAdisebabkan oleh perubahan transformasi fasa akibatpemaduan atau akibat kecepatan pendinginan yangdiberikan ketika proses pengerolan atau ketika prosesperlakuan panas. Perubahan struktur, perubahansifat-sifat pada baja HSLA
-
8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi
28/28