2012

Nama : ADE OKTA YURWENDRA

NRP : 2710100083

Practice Report

BAB I

Materials and Chemical

I.1 Materials dan Chemical

AISI 4140 (chromium-molybdenum steel) dibuat oleh PT. Bhinneka

Bajanas dengan komposisi kimia sebagai berikut:

0,395-0,43%C

0,90-1,10%Cr

0,83-1,00%Mn

0,15-0,31%Si

0,15-0,25%Mo

Larutan etsa yang digunakan dalam proses etching adalah larutan nital 2%

dan larutan glyceregia. Larutan nital 2% dengan komposisi HNO3 (kadar 68%,

produksi PT. BRATACO) dan alkohol (kadar 96%, produksi apotik Vito),

dengan perbandingan 9,6 ml alkohol dan 0,4 ml HNO3. Larutan glyceregia

dengan komposisi gliserin (Toko Djaya Kimia), HCl (kadar 98% produksi PT.

BRATACO), HNO3 (kadar 68% produksi PT. BRATACO) dengan

perbandingan 7 ml gliserin, 4 ml HCl, dan 2 ml HNO3.

I.2 Methods

Metode yang digunakan adalah non treatment dan Full Annealing

Full Annealing

Baja AISI 4140 mengalami proses full annealing, baja dipanaskan sampai

temperatur 900oC. setelah itu spesimen diholding selama 2 jam dengan tujuan

strukturnya dapat bertransformasi menjadi austenite. Kemudian didinginkan

didalam furnace sampai temperatur kamar.

METALURGI II Page 2

I.3 Analisis Metalografi

Analisa metallography menggunakan microscope optic (Olympus GX71)

dengan perbesaran 500x dan 1000x. Preparasi sample dilakukan dengan

ketebalan ± 1 cm. Mounting dilakukan dengan menggunakan resin yang

bertujuan untuk mempermudah pemegangan specimen. kemudian

menghaluskan permukaan dengan menggunakan beberapa proses. Proses

pertama dilakukan menggunakan kikir, proses kedua dilakukan dengan

menggunakan kertas gosok (amplas) dengan grade 180, 240, 400, 600, 800,

1000, 1200, 1500, dan 2000. Sedangkan tahap akhir dilakukan polishing

dengan menggunakan autosol. Proses etsa dengan metode celup

menggunakan Larutan nital sesuai dengan komposisi selama 5 detik dan pada

percobaan kedua menggunakan larutan glyceregia sesuai dengan komposisi

selama 10 detik.

METALURGI II Page 3

BAB II

Results and Discussion

Pada Baja AISI 4140 digunakan 2 macam reagent yaitu Nital 2% dan

Glyceregia. Untuk melihat strukturmikro ferrite dan pearlite digunakan etsa

nital, sedangkan untuk melihat strukturmikro carbida chromium digunakan etsa

glyceregia.

Gambar 2.1 Struktur mikro Baja AISI 4140. Gambar a. struktur mikro ferrite dan pearlite non treatment, nital 2%, 1000x. Gambar b. carbida chromium non treatment,

glyceregia, 500x. Gambar c. ferrite dan pearlite full annealed, nital 2%, 500x. gambar d. carbida chromium full annealed, glyceregia, 1000x

METALURGI II Page 4

Hasil struktur mikro baja carbon AISI 4140 non treatment menggunakan

reagent nital 2% ditunjukan pada gambar 2.1.a. Gambar tersebut

memperlihatkan adanya fasa pearlite dan ferrite. Dimana fasa pearlite

ditunjukkan dengan fasa yang berwarna hitam sedangkan fasa ferrite

ditunjukkan dengan fasa yang berwarna putih.

Pada gambar 2.1.a terlihat bahwa struktur mikro dari ferrite dan pearlite

memiliki butiran yang halus. Hal ini dapat terjadi karena pada temperatur

melting terdiri dari satu fase yaitu fase cair. Temperatur turun secara lambat,

fase cair melewati garis liquidus yaitu garis awal pembekuan dengan

terbentuknya ferrite delta. Kemudian ferrite delta akan bertransformasi menjadi

austenite keseluruhan setelah melawati garis peritektik. Setelah itu austenite

akan mulai berubah menjadi ferrite alfa dibatas butir austenite setelah melewati

garis A3. Ferrite pada temperatur ini hanya mampu melarutkan sedikit sekali

karbon, karena itu austenite yang menjadi ferrite harus mengeluarkan karbonnya

sehingga sisa austenite akan menjadi kaya karbon. Pada saat mencapai A1 sisa

austenite akan bertransformasi akan menjadi pearlite karena mengalami reaksi

eutektoid. Pada temperatur dbawah A1, paduan ini akan terdiri dari butiran kristal

ferrite dan pearlite. Pendinginan yang dilakukan secara equilibrium kan

menghasilkan ferrite dan pearlite yang halus (William D. Callister dkk,

Materials Science and Engineering, 1994).

Baja AISI 4140 merupakan baja paduan chromium molybdenum. Oleh sebab

itu stuktur mikro yang terdapat didalam baja ini tidak hanya ferrite dan pearlite.

Baja AISI 4140 memiliki unsur paduan yang paling tinggi adalah chromium,

jadi untuk melihat struktur mikro yang terdapat pada baja ini menggunakan etsa

glyceregia.

Pada gambar 2.1.b terlihat adanya bintik berwarna hitam. Bintik hitam

tersebut merupakan karbida Chromium. Hal ini bisa terjadi karena unsur

chromium didalam baja akan sebagian larut didalam ferrite sedangkan sebagian

METALURGI II Page 5

lagi akan bergabung menjadi carbida (Wahid Suherman, Ilmu Logam II, 1999).

Carbida tersebut terbentuk akibat adanya afinitas yang tinggi antara chromiun

dan carbon. Hal ini menyebabkan terbentuknya carbida chromium (Cr3C2).

Pada baja AISI 4140 yang diberikan proses heat treatment yaitu full

annealed. Pada proses full annealed specimen dipanaskan sampai 9000C,

Kemudian di holding selama 2 jam setelah itu didinginkan didalam furnace

sampai temperature kamar.

Pada gambar 2.1.c terlihat ferrite dan pearlite yang kasar diakibatkan

pemanasan yang terlalu tinggi dan waktu holding yang lama. Temperatur yang

dianjurkan adalah 815oC dan holding time 1 jam (ASM Metals Handbook. Vol.

9). Bila temperatur pemanasannya terlalu tinggi diatas temperatur yang

dianjurkan dan/atau holding time terlalu lama, maka butiran kristal austenit yang

terjadi akan terlalu kasar dan apabila didinginkan lambat akan menghasilkan

ferrit dan pearlite yang juga kasar (Wahid Suherman, Ilmu Logam I, 1999).

Pada gambar 2.1.d masih menunjukan adanya bintik hitam yang

merupakan karbida chromium walaupun pada baja ini telah diberi heat

treatment yaitu full annealed. Hal ini bisa terjadi dikarenakan adanya unsur Mn

(mangan) yang juga berfungsi sebagai penstabil karbida (Wahid Suherman, Ilmu

Logam II, 1999). Selain itu temperatur melting untuk karbida chromium 1890o

C, sehingga pada proses full annealing ini tidak terjadi perubahan struktur pada

karbida chromium.

METALURGI II Page 6

DAFTAR PUSTAKA

ASM Metals Handbooks. 1992. Volume 9 Metallography And Microstructure.

United States: The Materials Information Company

Suherman, Wahid. Ilmu Logam I. Institut Teknologi Sepuluh Nopember:

Surabaya

Suherman, Wahid. Ilmu Logam II. Institut Teknologi Sepuluh Nopember:

Surabaya

Daftar Penanya

Yanda Satria Hadi Surya : 2710100100

METALURGI II Page 7

Sasza Chyntara N : 2710100089

Dewi Isniyati R. : 2710100034

Mukhamad Aziz : 2710100042

METALURGI II Page 8