Putu Calista Gitta K/1106052745Pengaruh Canai Dingin Terhadap Austenit Sisa pada Material Austempered Ductile Iron

Austempered Ductile Iron (ADI) berasal dari Besi Tuang Nodular yang diberikan perlakuan austemper dengan penambahan sejumlah kecil nikel, tembaga, atau molybdenum untuk meningkatkan hardenability. Austempering akan menimbulkan nukleasi dan pertumbuhan ferrite acicular sedangkan karbon akan masuk ke dalam fasa austenite. Hasil dari perlakuan ini adalah terbentuknya acicular ferrite dalam austenite yang kaya karbon yang disebut sebagai fasa ausferrite dengan grafit berbentuk spheroidal.

Gambar 1. Tahapan Proses AustemperingWaktu dan temperature austenisasi harus terkontrol untuk memastikan pembentukan austenite yang halus dan memiliki kadar karbon yang seragam. Waktu quench juga harus dikontrol untuk menghindari pembentukan pearlite di sekitar grafit nodular yang dapat mengurangi sifat mekanisnya. Temperatur quench harus diatas temperature pembentukan martensite. Jika temperature quench terlalu rendah austenite sisa akan sedikit bahkan dapat terbentuk fasa martensite. Morfologi akhir dari fasa ausferrite ditentukan dari jumlah, bentuk, dan ukuran dari ferrite berbentuk platelet pada tahap pertama reaksi austempering.Ketika martensite diberikan perlakuan canai dingin lalu di uji tarik didapatkan grafik sebagai berikut

Gambar.2. Kurva ln True Stress vs ln True Strain pada ADI yang telah dicold rolling

Pada regangan sebesar 0,0094 terdapat pertambahan kemiringan dari grafik. Adanya perubahan ini disebabkan karena adanya efek TRIP yang terjadi (transformation induced plasticity) yaitu transformasi yang terjadi karena adanya pemberian tegangan dari pengerjaan yang dilakukan pada benda. Ketika dilakukan canai dingin, austenite sisa mengalami deformasi plastis. Pada regangan yang lebih tinggi, proses deformasi dipengaruhi oleh pembentukan martensit. Hal ini menyebabkan ada bagian kurva true stress vs strain yang meningkat lebih ekstrem dikarenakan pembentukan fasa martensite yang keras. Semakin rendah kadar karbon yang terdapat dalam austenite maka regangan yang dibutuhkan untuk menghasilkan martensit akan semakin kecil dan energy pembentukan martensitnya juga semakin kecil.Terdapat dua tipe martensit yang terbentuk dari hasil deformasi. Tipe pertama adalah martensit yang berbentuk lath yang bernukleasi pada twin boundaries atau twin intersection. Tipe kedua adalah martensit yang berbentuk plat yang terbentuk pada daerah yang dipengaruhi oleh proses presipitasi homogen selama austemper dari karbida dalam austenite. Tipe martensite kedua mengandung karbida yang lebih besar dibandingkan pada austenite sebelum deformasi.Martensit yang terbentuk pada ADI bersifat getas karena tinggi kadar karbonnya. Jika daerah austenite sisa besar, hanya akan terbentuk martensit yang pendek dan dapat meningkatkan ketangguhan ADI. Sehingga, ADI yang diaustemper pada temperature yang lebih rendah dan memiliki ausferrite yang lebih halus akan meningkat ketangguhannya jika dilakukan canai dingin. Sedangkan jika diaustemper pada temperature yang lebih tinggi, austenite sisa banyak dan butir ferrite kasar, sehingga martensit yang terbentuk banyak dan panjang dan dapat menurunkan ketangguhan ADI. Selain itu semakin besar reduksi pada canai dingin, semakin banyak martensit yang terbentuk.

Gambar.3. Mikrostruktur ADI pada besar reduksi yang berbeda

Referensi : http://www.keytometals.com/page.aspx?ID=CheckArticle&site=kts&NM=243 http://www.uctm.edu/bg/j2009-3/1_Revew_Jekova_213-228.pdf http://www.me-journal.org/journalpapersub/Global/DownloadService.aspx?PARAMS=SUReNTc5OQ_0_0