KOROSI & DEGRADASI MATERIALDewi Lestari Natalia1006704530

Bandingkan mikrostruktur dan ketahanan korosi antara:baja dengan % Mn rendah, namun work hardening tinggi dan mikrostruktur baja dengan % Mn tinggi, namun work hardening rendah.

Work-Harden

ing??

Sifat Manga

n??

Kandungan

Mangan??

Perbandingan

Kekerasan??

Perbandingan

Ketahanan Korosi

??

MIND-MAP

Apa itu Work-Hardening?• Work-hardening adalah proses pembebanan atau

pemberian tegangan pada suatu material, sehingga material menjadi lebih keras dan kuat.

• Prinsip terjadinya work-hardening yaitu akibat semakin sulitnya pembentukan dan pergerakan dislokasi pada suatu material. Sulitnya pembentukan dan pergerakan dislokasi menyebabkan kerapatan dislokasi menjadi semakin meningkat. Peningkatan kerapatan tersebut menyebabkan dilokasi sulit untuk bergerak, dan akibatnya material menjadi lebih keras dan kuat.

• Work hardening tergantung pada penghalang dan penumbukan dislokasi dengan meningkatkan cold working.

• Terjadi selama proses deformasi (forging, rolling, dll.).

Sifat Mangan dalam Paduan Baja• Mangan berfungsi untuk memperbaiki kekuatan

tariknya dan ketahanan ausnya,• Unsur ini menambah kekuatan dan ketahanan

panas,• Bahan oksidiser (mengurangi oksida dalam baja)

untuk menurunkan kerentanan hot shortness pada aplikasi pengerjaan panas,

• Larut dalam baja membentuk solid solution,• Membentuk MnS jika dipadukan dengan sulfur,

sehingga meningkatkan sifat pemesinan (machineability),

• Meningkatkan hardenability baja.

Perbandingan MikrostrukturLow %Mn in Stainless

Steel• The microstructure of

Stainless Steel 316 (18% chromium, 12% nickel, 3% molybdenum, 2% manganese, dan 0.08% carbon)

High %Mn in Austenitic Manganese Steel

• The microstructure of Austenitic Manganese Steel (12% manganese and 1.1% carbon)

The photomicrograph at left is at 100X

The photomicrograph at left is at 200X

Click icon to add picturePerbandingan Mikrostruktur%Mn rendah dengan work-hardening yang tinggi, strukturnya seperti terdapat butir-butir kecil berwarna gelap pada mikrostrukturnya. Di luar butir tersebut terdapat lamel berwarna terang yang tidak terlalu jelas jika dibandingkan dengan %Mn yang tinggi

The photomicrograph at left is at 200X

Click icon to add picturePerbandingan Mikrostruktur

%Mn tinggi dengan work-hardening rendah dalam mikrostrukturnya terdapat butir gelap juga seperti pada paduan %Mn rendah. Namun, garis lamel pada mikrostruktur ini lebih jelas dan banyak jumlahnya jika dibanding dengan %Mn rendah.

The photomicrograph at left is at 100X

Perbandingan Mikrostruktur Kedua %Mn dalam Baja Paduan

• Banyaknya atom Mn yang dikandung dalam baja paduan dan perbedaan lama waktu proses work hardening yang diberikan akan mempengaruhi mikrostruktur baja paduan.

• Perbedaan lama waktu proses work hardening yang diberikan menyebabkan perbedaan mikrostruktur. Diambil contoh yaitu proses rolling. Apabila dilakukan proses rolling yang berulang dengan intensitas yang tinggi maka akan menghasilkan butir yang kecil atau halus pada material. Sebaliknya, apabila proses rolling hanya dilakukan sekali atau beberapa kali dengan intensitas yang rendah maka akan menghasilkan butir yang lebih besar.

Perbandingan Kekerasan pada Kedua %Mn dalam Baja Paduan

• Meskipun menghasilkan perbedaan mikrostruktur, namun kedua baja paduan tersebut menghasilkan kekerasan yang sama.

• Pada baja paduan dengan kadar Mn rendah diberikan perlakuan work hardening yang tinggi, maka akan memberikan kekerasan yang sama dengan baja paduan dengan kadar Mn tinggi, dimana atom Mn akan masuk ke dalam baja sebagai atom substitusi atau interstisi sehingga akan meningkatkan kekerasan baja.

• Dalam hal ketahanan korosi kedua baja paduan juga akan menghasilkan ketahanan korosi yang sama.

• Pada baja Mn rendah (contoh: stainless steel 316), dengan kadar karbon yang lebih rendah (0,08 wt% C) dibanding pada baja Mn tinggi (contoh: austenitic Mn steel) dengan kadar karbon yang lebih tinggi (1,1 wt%C), akan menghasilkan ketahanan korosi yang lebih baik pada baja Mn rendah karena memiliki fasa austenit yang lebih sedikit dan tidak terbentuknya karbida.

• Selain faktor kadar karbon, adanya chromium (Cr) sebanyak 18wt% akan membuat baja Mn rendah semakin baik ketahanan korosinya.

• Selain itu dengan kadar Mn yang rendah, maka baja tidak akan mengikat sulfur terlalu banyak. Pengikatan sulfur akan menghasilkan produk korosi berupa MnS, seperti yang akan terjadi pada baja Mn tinggi, sehingga baja akan memiliki ketahanan korosi yang buruk.

Perbandingan Sifat Ketahanan Korosipada Kedua %Mn dalam Baja Paduan

• Pada dasarnya baja dengan %Mn rendah akan memiliki ketahanan korosi yang lebih baik dibanding baja dengan %Mn tinggi.

• Namun apabila perlakukan work hardening tinggi diberikan pada baja %Mn rendah, akan membuat ketahanan korosi baja tersebut melemah.

• Apabila pada baja %Mn tinggi yang sebelumnya disebutkan memiliki ketahanan korosi yang tidak lebih baik dibanding baja %Mn rendah, akan menghasilkan ketahanan korosi yang lebih unggul jika diberikan perlakuan work hardening yang rendah.

• Mengapa hal tersebut bisa terjadi? Hal tersebut terjadi karena pada daerah yang memiliki tegangan yang besar, korosi akan lebih banyak terjadi. Hal ini seperti yang terjadi pada baja %Mn rendah dengan perlakuan work hardening tinggi.

Kesimpulan

Apa itu TMCP Steel (Thermo-Mechanical Control Process)?

MIND-MAP

TMCP??

Prinsip

TMCP??

Apa itu Themo-Mechanical Control Process?

• Metode pengontrolan secara mikrostruktural dengan cara memadukan proses rolling dan cooling disebut thermo-mechanical control process.

• Thermo-mechanical control process ini dilakukan dengan dua proses, yaitu: • 1. Proses thermal (panas) • dengan cara memanaskan dan/atau mendinginkan suatu

material agar menjadi lebih keras atau lebih lunak• 2. Proses mechanical (mekanik) • dengan cara memberikan penempaan (forging),

pengerolan (rolling), atau pemotongan (cutting).

Themo-Mechanical Control Process

• Prinsip yang digunakan TMCP, yaitu pengerasan material melalui beberapa cara seperti penghalusan/pengecilan ukuran butir dan menambah jumlahnya.

• Ukuran butir dapat mempengaruhi sifat mekanis suatu material. Salah satunya adalah sifat kekerasan. Ukuran butir yang kecil dengan jumlah yang banyak akan menghambat pergerakan dislokasi, yang kemudian material menjadi sulit untuk berdeformasi, sehingga kekerasan material pun akan meningkat.

Daftar Pustaka

• http://www.georgesbasement.com/Microstructures/CastIronsHighAlloySteelsSuperalloys/Lesson-2/Specimen04.htm

• Smallman, R. E. 1991. Metalurgi Fisik Modern: Edisi Keempat. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.