Laporan ST 37

(1)

Laporan Praktikum Metalurgi 2 Parindra Kusriantoko

Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS 2710.100.066

1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Baja (steel) adalah material yang paling banyak dan umum digunakan di dunia industri, hal ini karena baja memberikan keuntungan – keuntungan yang banyak yaitu pembuatannya mudah dan ekonomis. Baja pada dasarnya adalah bentuk perpaduan suatu logam dengan logam induk (base metal) besi (Fe), berdasarkan pengertian ini maka baja diklasifikasikan menjadi dua kelompok besar yaitu baja karbon dan baja paduan (selain karbon). Salah satu pemanfaatan baja di dunia teknik adalah sebagai bahan atau material konstruksi (struktur) pada bangunan – bangunan seperti pada jembatan, tower, dan rangka gedung. Jenis – jenis baja kontruksi umumnya sangat banyak sekali baik menurut standard ASTM, DIN, JIS, BS dan lain-lain.

Baja – baja yang digunakan pada konstruksi umumnya memiliki spesifikasi tegangan (tensile strenght) yang jelas. Karena dasar pemilihan baja kontruksi untuk pembuatan suatu bangunan didasarkan pada kekuatan dari baja tersebut. Oleh karena itu pada standard DIN dan JIS pada pengkodean baja konstruksi, dijelaskan berapa tegangan maksimal yang masih bisa bekerja pada tiap – tiap baja. Misal DIN St 37 artinya kekuatan tarik maksimum yang diperbolehkan adalah 37 Mpa (N/mm2). Hal ini dilakukan untuk memudahkan dalam pemilihan material konstruksi.

Pada praktikum ini praktikan memilih baja DIN St 37 (baja konstruksi) sebagai spesimen untuk dilakukan proses metalografi (foto mikro). Diharapkan dengan melakukan pengujian tersebut praktikan mampu mengerti struktur mikro dari baja St 37 dan beberapa kakakteristik mekanik dari paduan ini.

I.2 Tujuan

Praktikum ini memiliki tujuan antara lain sebagai berikut :

1. Mengetahui struktur mikro beserta fasa – fasa yang ada pada baja St 37 2. Mengetahui sifat – sifat mekanik pada baja St 37

(2)

2

I.3 Diagram alir (flow chart) Praktikum

Start

Menyiapkan spesimen uji dan alat

Pemotongan Spesimen

Mounting

Grinding

Polishing

Etching

Pengamatan metalografi dan pengambilan foto

(3)

3

BAB II

METODE PELAKSANAAN

II.1 Standar Pengujian

Standar pengujian yang digunanakan dalam preparasi specimen uji metalografi ini adalah ASTM E3

II.2 Material yang Digunakan

Material yang digunakan dalam praktikum ini adalah baja St 37 II.3 Peralatan Menunjang yang Digunakan

Pada praktikum ini peraltan yang digunakan adalah sebagai berikut : 1. Hydraulic mounted specimen press.

2. Kertas gosok dengan grid 180, 240, 320, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500, dan 2000.

3. Mesin grinding .

4. Mesin polishing dan kain beludru (servyt).

5. Resin cair dan katalis beserta cetakan dari PVC yang berdiameter < 3 cm. 6. Etching reagent dengan menggunakan Nital dengan komposisi seperti pada

table 2.1.

7. Mikroskop optis dengan kamera pengambil foto metalografi dengan kapasitas sampai 1000x perbesaran.

Tabel 2.1 Komposisi kimia Nital

HNO3 Alkohol (95%)

2 mL 98 mL

Diambil dari buku ASM Handbook Vol. 9 Metallography and Microstructures

II.4 Prosedur Pelaksanaan

1. Pemotongan Spesimen (cutting)

Berdasarkan pada ketentuan ukuran diameter spesimen berkisar antara 0.25 sampai 1 inch. Dengan alasan lebih kecil atau lebih besar dari ketentuan di atas akan menyulitkan dalam proses penggosokan.

Proses pemotongan dilakukan secara mekanik dengan menggunakan gergaji agar tidak menimbulakan overheating yang dapat menyebabkan kerusakan secara metalurgis (perubahan fasa) pada spesimen. Untuk meratakan permukaan digunakan gerinda.

(4)

4

2. Mounting

Proses mounting dilakukan untuk mempermudah dalam proses pengampelasan dan polishing. Benda kerja yang kecil akan sangat sukar dipegang sehingga diperlukan proses mounting ini. Beberapa bahan yang sering digunakan untuk mounting adalah thermoplastik seperti resin yang mencair pada temperatur 150o C. Pada praktikum ini mounting yang digunakan adalah resin.

3. Pengampelasan (grinding)

Proses pengampelasan dilakukan dengan menggunakan grid 180 sampai 2000.

4. Pemolesan (polishing)

Pemolesan dilakukan dengan menggunakan metal polish dan dengan menggunakan mesin polish yang di bagian atas piringannya diberi lapisan kain beludru (servyt). Pemolesan dilakukan hingga goresan yang terjadi akibat pengampelasan menghilang.

5. Pengetsaan (etching)

Pengetsaan dilakukan dengan menggunakan larutan yang sesuai dengan specimen yang digunakan. Berdasarkan referensi yang ada untuk specimen paduan aluminium maka larutan etsa yang digunakan adalah adalah larutan nital dengan komposisi seperti pada tabel 2.1. Metode yang digunakan pada proses pengetsaan ini adalah metode swab.

6. Foto mikro

Foto mikro dilakukan dengan mikroskop khusus untuk metalografi. Sebelum difoto specimen harus dipress dahulu dengan menggunakan

Hydraulic mounted specimen press. Perbesaran yang diambil mulai dari 500x sampai 1000x.

(5)

5

BAB III

DATA DAN PEMBAHASAN

III.1 Data

Dari percobaan yang telah dilakukan didapatkan hasil metalografi baja St 37 sebagai berikut:

Gambar 3.1 St 37, Nital dengan perbesaran 500x

Gambar 3.2 St 37, Nital dengan perbesaran 1000x Perlit

(6)

6

Tabel 3.1 Prosentase komposisi kimia St 37

C Mn S P Fe

0.17 1.40 0.045 0.045 sisanya

Diambil dari steelstrip.co.uk (A guide to hot and cold rolled steel strip)

III.2 Pembahasan

Setelah dilakukan foto mikro pada baja St 37, struktur yang diperoleh adalah ferit (α) dan perlit (α + Fe3C) seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.1 dan 3.2. Unsur yang mempengaruhi adanya struktur ini adalah kadar karbon yang rendah (hipoeutectoid) hal ini dapat dilihat pada diagram fasa Fe-Fe3C di bawah ini.

Gambar 3.3 Diagram fasa Fe-Fe3C (diambil dari buku Materials Science and

Engineering An Introduction – Callister and Rethwisch )

Sebagai ilustrasi akan dijelaskan pendinginan St 37 secara equiribium dengan kandungan karbon 0,17 %. Proses pendinginan baja hipoeutectoid, seperti ditunjukan pada gambar 3.3 yang dinyatakan oleh garis A. Terbentuknya perlit ini dimulai dengan terbentuknya inti sementit (biasanya pada butir austenit). Inti ini akan bertumbuh dengan mengambil sejumlah karbon dari austenit di sekitarnya.

(7)

7

Karenanya austenit di sekitar inti sementit itu akan kehabisan karbon dan austenit dengan kadar karbon sangat rendah ini pada temperatur ini akan menjadi ferrit( transformasi allotropik). Ferrit ini juga akan bertumbuh, yaitu dengan mengambil besi dari austenit di sekitarnya, sehingga austenit di sekitar ferrit itu akan kelebihan karbon dan mulai membentuk sementit di sebelah ferrit yang ada. Demikian seterusnya, sehingga diperoleh struktur yang berselang-seling, antara sementit dan ferit. Gambar 3.4 Schematic representations of the microstructures for an iron–carbon alloy of hypoeutectoid composition C0 (containing less than 0.76 wt% C) as it is cooled from within the austenite phase region to below the

eutectoid temperature.

(diambil dari buku Materials Science and Engineering An Introduction – Callister and Rethwisch )

Tabel 3.2 Mechanical properties Baja St 37

Material Yield min Tensile

ST-37 235 360/510

(8)

8

BAB IV

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan : 1. Baja St 37 pada keadaan temperature kamar memiliki fasa ferit (α) dan

sementit (Fe3C) dengan struktur mikro ferit (α) dan perlit (α + Fe3C).

2. Baja St 37 memiliki property mekanik seperti yang ditunjukkan pada tabel 3.2.

(9)

9

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2012. http://www.steelstrip.co.uk/structural_steels.htm. Diakses pada tanggal 16 mei 2012 pukul 20.00 WIB.

ASM International Team. 1985. ASM Handbook Vol 09: Metallography and Microstructures 9th Edition . USA : ASM International.

Callister, William D. and Rethwisch, David G..2010. Materials Science and Engineering An Introduction 8th Edition. USA : John Willey & Sons ,inc.

Suherman, Wahid. 2003. Ilmu Logam I. Surabaya : ITS Surabaya Suherman, Wahid. 1999. Ilmu Logam II. Surabaya : ITS Surabaya