Metalurgi Mekanik II Tugas I

8/16/2019 Metalurgi Mekanik II Tugas I

1/16

METALURGI MEKANIK II

TUGAS I

PROSES TERBENTUKNYA FASA

FERRITE,PEARLITE,BAINITE DAN MARTENSITE PADA BAJA Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Kelulusan Mata Kuliah Metalurgi Mekanik II pada Semester VI Teknik Metalurgi

Universitas Jenderal Achmad Yani

Disusun Oleh :

Imam Zulfir Ramandha

2613121049

Kelompok 10

TEKNIK METALURGI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS JENDERAL ACHMAD YANI

BANDUNG

2015


2/16

1. A. Penge!"#n B#$# K#%&n

a!a kar"on adalah ma#erial lo$am %an$ #er"en#uk dari unsur u#ama &e dan unsur kedua %an$

"erpen$aruh pada sifa#‐sifa#n%a adalah kar"on' sedan$kan unsur %an$ lain "erpen$aruh menuru#

prosesen#asen%a. a!a kar"on merupakan salah sa#u !enis lo$am paduan "esi kar"on #erpen#in$den$an prosen#ase "era# kar"on hin$$a 2'11(. a!a kar"on memiliki kadar ) hin$$a 1.2(den$an *n 0.30(+0.9,(. -lemen+elemen prosen#ase maksimum selain "a!an%a se"a$ai "eriku#:

0.60( ili/on' 0.60( )opper.

&asa+fasa %an$ #er"en#uk pada "a!a kar"on :

a &eri# alpha : merupakan sel sa#uan susunan a#om+a#om %an$ palin$ ke/il dan #era#ur "erupa od% )en#ered )u"i/ ))ku"us pusa# "adan' &eri# ini mempun%ai sifa# : ma$ne#is'

a$ak ule#' a$ak kua#' dll.

" us#eni# : merupakan sel sa#uan %an$ "erupa &a/e )en#ered )u"i/ &)) ku"us pusa#muka' us#eni# ini mempun%ai sifa# : on ma$ne#is' ule#' dll.

/ emen#id "esi kar"ida : merupakan sel sa#uan %an$ "erupa or#horom"ik' emen#ed ini

mempun%ai sifa# : keras dan $e#as.

d 5erli# : merupakan /ampuran fasa feri# dan semen#id sehin$$a mempun%ai sifa# Kua#.

e Del#a : merupakan sel sa#uan %an$ "erupa od% )en#ered )u"i/ ))ku"us pusa#

"adan.

am"ar 1. 5ho#omi/ro$raphs of a ferri#e and aus#eni#e

1. B. K'#(")"*#(" B#$# K#%&n

a!a kar"on car!n steel ' di"a$i men!adi #i$a $olon$an %ai#u :

1. 1. B#$# *#%&n en+#, l!" car!n steel 7 machine# machinery dan mild steel$Kandun$ann%a 0'0,( 8 0'30( ).


3/16

ifa#n%a mudah di#empa dan mudah di mesin. 5en$$unaann%a:

8 0'0, ( 8 0'20 ( ) : aut!m!ile !dies# uildings# pipes# chains# rivets# scre"s# nails.

8 0'20 ( 8 0'30 ( ) : gears# sha%ts# !lts# %!rgings# ridges# uildings$

1. 2. B#$# *#%&n -eneng#, medium car!n steel

8 Kekua#an le"ih #in$$i daripada "a!a kar"on rendah.

8 ifa#n%a suli# un#uk di"en$kokkan' dilas' dipo#on$. 5en$$unaan:

8 0'30 ( 8 0'40 ( ) : c!nnecting r!ds# crank pins# a&les$

8 0'40 ( 8 0',0 ( ) : car a&les# cranksha%ts# rails# !ilers# auger its# scre"drivers.

8 0',0 ( 8 0'60 ( ) : hammers dan sled$es.

1. . B#$# *#%&n !"ngg" high car!n steel 7 t!!l steel

8 ifa#n%a suli# di"en$kokkan' dilas dan dipo#on$. Kandun$an 0'60( 8 1',0( )

5en$$unaan

8 scre" drivers# lacksmiths hummers# tales knives# scre"s# hammers# vise ja"s# knives#drills. t!!ls %!r turning rass and "!!d# reamers' t!!ls %!r turning hard metals# sa"s %!r cutting

steel# "ire dra"ing dies# %ine cutters.

PROSES /e-%#!#n %#$# KARBON

a!a kar"on diproduksi didalam dapur pen$olahan "a!a dari "esi kasar "aik pada# maupun /air' "esi "ekas krap dan "e"erapa paduan lo$am. da "e"erapa proses pem"ua#an "a!a kar"on

an#ara lain :

1. 1. P&(e( K&ne!&

erdiri dari sa#u #a"un$ %an$ "er"en#uk "ula# lon!on$ den$an men$hadap kesampin$.

S"(!e- *e$#

• Dipanaskan den$an kokas sampai 1,00 0)'

• Dimirin$kan un#uk memasukkan "ahan "aku "a!a. 1;< dari =olume kon=er#or

• Kem"ali di#e$akkan.


4/16


5/16

• Di#am"ahkan "u"uk kapur )aO un#uk menurunkan kadar 5 dan .

Keun#un$an dari O& adalah:

• O& men$$unakan O2 murni #anpa i#ro$en

• 5roses han%a le"ih+kuran$ ,0 meni#.

• idak perlu #u%er di "a$ian "a@ah

• 5hosphor dan ulfur dapa# #erusir dulu daripada kar"on

• ia%a operasi murah

1. 7. P&(e( D#/ L"(!"*

empera#ur #in$$i den$an men$$unakan "usur /aha%a ele/#rode dan induksi lis#rik.

Keun#un$an :

• *udah men/apai #empera#ur #in$$i dalam @ak#u sin$ka#

• empera#ur dapa# dia#ur

• -fisiensi #ermis dapur #in$$i

• )airan "esi #erlindun$i dari ko#oran dan pen$aruh lin$kun$an sehin$$a kuali#asn%a "aik

• Keru$ian aki"a# pen$uapan san$a# ke/il

1. 5. P&(e( D#/ K&/e'

*en$olah "esi kasar kela"u dan "esi "ekas men!adi "a!a a#au "esi #uan$.

P&(e( 8

• 5emanasan pendahuluan a$ar "e"as dari uap /air.

• ahan "akar aran$ ka%u dan kokas din%alakan selama 1, !am.

• Kokas dan udara dihem"uskan den$an ke/epa#an rendah hin$$a kokas men/apai 00 8


6/16

• 1, meni# "a!a /air dikeluarkan dari lu"an$ pen$eluaran.

>n#uk mem"en#uk #erak dan menurunkan kadar 5 dan di#am"ahkan "a#u kapur )a)O3 dan

akan #erurai men!adi:

akan "ereaksi den$an kar"on:

as )O %an$ dikeluarkan melalui /ero"on$' panasn%a dapa# dimanfaa#kan un#uk pem"an$ki#

mesin+mesin lain.

1. 9. P&(e( D#/ C#:#n

• 5roses ker!a dapur /a@an dimulai den$an memasukkan "a!a "ekas dan "esi kasar dalam

/a@an'

• Kemudian dapur di#u#up rapa#.

• Kemudian dimasukkan $as+$as panas %an$ memanaskan sekelilin$ /a@an dan mua#an

dalam /a@an akan men/air.

• a!a /air #erse"u# siap di#uan$ un#uk di!adikan "a!a+"a!a is#ime@a den$an menam"ahkan

unsur+unsur paduan %an$ diperlukan.

am"ar 2. a$an 5roses 5em"ua#an a!a

5roses pem"ua#an "a!a kar"on dimulai den$an proses eks#raksi "i!ih "esi. 5roses reduksi

umumn%a #er!adi di dalam !#n !"/ %'#(! )n#4e3 di mana di dalamn%a %"$", %e(" "&n &e3

dan %#! g#-/"ng '"-e(!&ne3 %an$ #elah men$alami peman$$an$an sin#erin$ diproses

"ersama+sama den$an *&*#( 4&*e(3 %an$ "erasal dari "a#u"ara. eran$kaian reaksi #er!adi didalam #anur pada @ak#u dan lokasi %an$ "er"eda+"eda' #e#api reaksi pen#in$ %an$ mereduksi

"i!ih "esi men!adi lo$am "esi adalah se"a$ai "eriku#:


7/16

Fe2O ; CO


8/16


9/16

erdasarkan pen!elasan sin$ka# #en#an$ "a!a kar"on'#erdapa# "an%ak fasa %an$

#erkandun$ didalam "a!a kar"on'dian#aran%a adalah :

1. Ferrite

&erri#e F merupakan fasa %an$ #er"en#uk pada #empera#ur seki#ar 300+23 dera!a#

/el/ius. 5ada daerah ini' kelaru#an kar"on maksimaln%a adalah 0'02,( pada #empera#ur

2, dera!a# /el/ius' dan #urun dras#is men!adi 0( pada 0 dera!a# /el/ius. &asa ini "iasa

#er!adi "ersamaan den$an cementite' mem"en#uk pearlite pada pendin$inan lam"a#. &asa

ini lunak' dan mem"erikan kemampuan "en#uk pada lo$am. am"ar di se"elah kiri

menun!ukkan s#ruk#ur fasa ferri#e %an$ "er@arna hi#am' dan aus#eni#e %an$ "er@arna

pu#ih. Gal ini menun!ukkan "ah@a' selain lunak' ferri#e sendiri /enderun$ le"ih mudah

"erkara# di"andin$kan aus#eni#e. &erri#e #er"en#uk pada proses pendin$ann %an$ san$a#lam"a# dari aus#eni#e "a!a hipoeu#ek#ie pada saa# men/apai 3

&erri#e "ersifa# san$a# lunak'ule# dan memiliki kekerasan seki#ar 0+100 G dan

memiliki konduk#ifi#as %an$ #in$ii'ika aus#eni#e didin$inkan di"a@ah 3'aus#eni#e %an$

memiliki kadar ) %an$ san$a# rendah akan "er#ransformasi ke ferri#e

5en$aruh dari elemen laru#an pada pada peru"ahan #e$an$an %ield dari "a!a feri#eik

kar"on rendah %ai#u :

• -fek kar"on dan ni#ro$en san$a# !elas

• 5hosphor !u$a se"a$ai pen$ua# ferri#e

• -lemen laru#an pada# su"s#i#usi memiliki pen$aruh le"ih ke/il di"andin$kan

elemen in#ers#isi

*em"en#uk &erri#e :

• *emperluas darerah ferri#e didalam dia$ram fasa "esi /ar"on'menam"ahkan

pens#a"il &erri#e i')r• -lemen pens#a"il ferri#e akan mens#a"ilkan ferri#e den$an mem"en#uk $amma

loop

• 5enam"ahan )r di a#as 12( akan mens#a"ilkan ferri#e hin$$a mel#in$ poin#

)on#oh aplikasi "a!a den$an fasa ferri#e


10/16

• )erritice stainless steel *Aut!m!tive +arts,

ahan korosi dan oksidasi %an$ "aik dimana memiliki kadar )r 11+30(

• Very (!" -ar!n )ully )erritic Sheet Steel

*en$andun$ kar"on dan ni#ro$en %an$ san$a# rendah den$an /ara men$ika#

n%a den$an se!umlah ke/il elemen pemadu i a#au "

• Decaruri.ed )erritic Steel *electric m!t!r laminati!n,

2. Pearlite5earli#e merupakan sa#u fasa %an$ #er"en#uk dari $a"un$an dua fasa' &erri#e dan

)emen#i#e. 5earli#e dian$$ap se"a$ai sa#u fasa sendiri' karena mem"erikan kon#ri"usi

sifa# %an$ sera$am. eper#i di!elaskan di a#as' di dalam sa#u fasa' "iasa #er"en#uk dalam

sa#u "u#ir. amun' un#uk 5earli#e "er"eda' karena ada dua fasa dalam sa#u "u#ir. Karena

"u#ir "erukuran le"ih "esar dari ukuran fasa &erri#e dan )emen#i#e i#u sendiri ukuran

#erke/il %an$ "isa dikarak#erisasi se"esar ukuran inden#asi dari u!i keras mikro =i/kers'

seki#ar ,0 mikron' maka 5earli#e' a#as kesepaka#an "ersama para ahli ma#erial'

di$olon$kan se"a$ai sa#u fasa dalam sa#u "u#ir. 5earli#e memiliki morfolo$i mirip seper#i

lapisan lamellae an#ara &erri#e hi#am dan )emen#i#e pu#ih. 5ada $am"ar di se"elah

kiri' "isa diliha# s#ruk#ur mikro dari pearli#e #erse"u#. 5erha#ikan !u$a pem"esaran %an$

ada di se"elah kanan "a@ah' hal ini menun!ukkan per"edaan $am"ar ini den$an $am"ar

pada "a!a /or pu#ih. pa per"edaann%a den$an "a!a /or pu#ih' pada pem"esaran %an$

samaH dis#ri"usi dari fasa 5earli#e dan )emen#i#e n%a.5roses #er"en#ukn%a pearli#e :

ika "a!a eu#e/#oid di/elup dari fasa aus#eni# di/elup dari fasa aus#eni# ke suhu

an#ara 23 ,,0 J) maka akan #er"en#uk perli# melalui proses pen$in#ian nu/lea#ion dan

per#um"uhan $ro@#h. *ekanisme #ransformasi perli# FB&e3)

5ada $am"ar di a#as #erliha# "ah@a mula+mula /emen#i#e &e3) #um"uh dalam

"en#uk lapisan lamella. Kadar ) pada daerah aus#eni# di deka# &e3) men$alami


11/16

penurunan karena #er!adi perpindahan a#om+a#om ) sehin$$a men!adi F+&e sedan$kan

daerah dimana #er!adi penumpukan ) akan mem"en#uk &e3). ?a!u #rasnformasi

perli# FB&e3) "iasan%a din%a#akan den$an kur=a %an$ "erupa fraksi austenit yang

telah berubah menjadi perlit, f sebagai fungsi dari waktu t

3. Bainite

ika "a!a eu#e/#oid didin$inkan se/ara /epa# pada fasa aus#eni# ke suhu an#ara

2,0+ ,,0 J) dan di#ahan pada in#er=al suhu #erse"u# iso#hermal maka akan #er"en#uk

s#ruk#ur mikro %an$ dinamakan "aini# sesuai den$an nama penemun%a' %ai#u Dr. -.).

ain.

am"ar 1.14. Dia$ram #ransformasi iso#hermal un#uk "a!a eu#e/#oid den$an lin#asan

pendin$inan %an$ men$hasilkan "aini#

aini# adalah s#ruk#ur mikro hasil dari reaksi eu#e/#oid non lamellar sedan$kan

perli# dihasilkan dari reaksi eu#e/#oid lamellar. aini# merupakan s#ruk#ur mikro %an$

merupakan /ampuran fasa feri# dan /emen#i#e &e3). 5ada suhu 3,0+,,0 J) akan

#er"en#uk "aini# a#as upper "aini# sedan$kan pada 2,0+3,0 J) akan #er"en#uk "aini#

"a@ah lo@er "aini#.

B#"n"! B#:#,

Karena "aini# #er"en#uk pada suhu %an$ rendah maka la!u difusi rendah pula

sehin$$a kar"ida"esi akan men$endap di dalam pela# feri#. Kar"ida "esi ini mem"en#uk

sudu# ,,J den$an sum"u pan!an$ feri#. aini# "a@ah #idak menun!ukkan adan%a

kem"aran #@innin$ dan mekanisme #er"en#ukn%a "aini# "a@ah iden#ik den$an s#ruk#ur

mikro %an$ dihasilkan oleh mar#ensi# %an$ men$alami proses #emper' %ai#u feri# le@a#


12/16


13/16

4. Martenite

ika "a!a eu#e/#oid &e+0'< () didin$inkan se/ara /epa# dari fasa aus#eni# hin$$a la!u

pendin$inan #idak memo#on$ "a$ian hidun$Lnose dari kur=a ++ maka akan #er"en#uk

s#ruk#ur mar#ensi# pada suhu di "a@ah 220 J). *ar#ensi# adalah laru#an pada# le@a# !enuh )dalam feri#+a dan "ersifa# me#asa"le.

am"ar Dia$ram #ransformasi iso#hermal un#uk "a!a eu#e/#oid den$an la!u

pendin$inan /epa# %an$ men$hasilkan mar#ensi#

ifa#+sifa# #ransformasi :

2. #ruk#ur mar#ensi# #er$an#un$ pada kandun$an ) dalam "a!a. ika kadar ) seki#ar

0'2 ( maka akan #er"en#uk "ilah la#h sedan$kan un#uk "a!a den$an kadar )

#in$$i akan #er"en#uk pela# pla#e.3. ransformasi %+Bmar#ensi# #idak "erlan$sun$ se/ara difusi diffusionless karena

#ransformasi "erlan$sun$ /epa# sehin$$a a#om+a#om #idak mempun%ai @ak#u

"er$erak

4. elam #ransformasi "erlan$sun$ #idak #er!adi peru"ahan fasa an#ara fasa induk

aus#eni# den$an fasa "aru mar#ensi#.,. #ruk#ur kris#al %an$ #er"en#uk oleh #ransformasi mar#ensi# akan "eru"ah dari

s#ruk#ur "od% /en#re /u"i/ )) men!adi "od% /en#re #e#ra$onal ) !il/a

kandun$an ) menin$ka#.


14/16

6. ransformasi mar#ensi# pada "a!a mulai pada suhu * dan !ika persen#ase

aus#eni# %an$ "eru"ah men!adi mar#ensi# menin$ka# sampai #ransformasi "erakhir

pada suhu *f

. 5ada "a!a kar"on #in$$i' mar#ensi# pela# pla#e mar#ensi#e #er"en#uk melalu

#ransformasi $eser displa/i=e #ransforma#ion.

M&)&'&g" M#!en("!

*ar#ensi# "ilah la#h mar#ensi#e #er"en#uk !ika kadar ) dalam "a!a sampai 0'6 (

sedan$kan di a#as 1 () akan #er"en#uk mar#ensi# pela# pla#e mar#ensi#e. 5eru"ahan dari

#ipe "ilah ke pela# #er!adi pada in#er=al 0'6 (M)M1'0< (.

am"ar *orfolo$i mar#ensi# : a mar#ensi# "ilah dan " mar#ensi# pela#

M#!en("! %"'#, !"/e I3

*ar#ensi# "ilah #erdiri dari kelompok+kelompok "ilah %an$ dipisahkan oleh "a#as

"u#ir "ersudu# ke/il a#au "esar. #ruk#ur ini mempun%ai kerapa#an dislokasi dislo/a#ion

densi#% #in$$i

M#!en("! /e'#! !"/e II3

*ar#ensi# !enis ini "er"en#uk pela# seper#i !arum dan kadan$+kadan$ dikelilin$i

oleh aus#eni# sisa re#ained aus#eni#e. >kuran pela# "er=ariasi dan mempun%ai s#ruk#ur

kem"aran #@in %an$ se!a!ar.


15/16

Me*#n"(-e Te%en!*n6# M#!en("!

ransformasi mar#ensi# "erlan$sun$ #anpa difusi dimana #idak #er!adi redis#ri"usi

a#au per#ukaran a#om akan #e#api "erlan$sun$ melalui per$eseran a#om+a#om se/ara

seren#ak pada !arak #empuk #idak le"ih dari !arak an#ar a#om la##i/e spa/in$. ifa#+ sifa#

mar#ensi# adalah :

1. Dera!a# #e#ra$onali#% sifa# #e#ra$onal menin$ka# !ika () dalam "a!a menin$ka#.

2. 5enin$ka#an kadar ) men%e"a"kan peru"ahan morfolo$i mar#ensi# diser#ai peru"ahan

deformasi d mekanisme slip ke kem"aran 5eru"ahan s#ruk#ur mikro dari aus#eni# s#ruk#ur

&)) men!adi mar#ensi# s#ruk#ur ) dapa# di!elaskan den$an $am"ar 1.12 di "a@ah.

)on#oh "a!a den$an fasa mar#ensi#e adalah :

/$ Martensitic Stainless Steel

1$ 2igh Steel Stainless Steel

DAFTAR PUSTAKA

h##p:;;asaladon$."lo$spo#./om;2012;06;ma#erial+#eknik.h#ml

nonim. 2010. 5erlakuan 5anas pada a!a Kar"on. h##p:;;id.sh=oon$./om;eNa/#+

s/ien/es;/hemis#r%;. Diakses an$$al 20 *ei 2012.

Darma@an' . . 2001. 0ahan Kuliah +emilihan 0ahan dan +r!ses. urakar#a : >*.

*as%rukan' 2006. +enelitian Si%at )isis dan Mekanis 0aja Kar!n 3endah Akiat

+engaruh +r!ses +engar!nan dari Arang Kayu Jati$ *-DI *-I' ol. ' o. 1'

anuari 2006' 40+46.

http://asaladong.blogspot.com/2012/06/material-teknik.htmlhttp://id.shvoong.com/exact-sciences/chemistry/http://id.shvoong.com/exact-sciences/chemistry/http://id.shvoong.com/exact-sciences/chemistry/http://id.shvoong.com/exact-sciences/chemistry/http://asaladong.blogspot.com/2012/06/material-teknik.html


16/16

ila"an' *a@ardi. 200. +engaruh Dep!sit pada Dinding +ipa 0!iler Jenis 0aja Kar!n

3endah terhadap Strukturmikr! dan Kekerasan. urnal ains *a#eri Indonesia

Indonesian ournal of *a#erials /ien/e. -disi Khusus Desem"er 200

Metalurgi Mekanik II Tugas I

Documents