Pembentukan Tekstur Plat Baja Karbon Sangat Rendah Basil Deformasi Dingin yang Berbeda dad Anif. Ramli Sinaga2

Prosiding Pertemuan Ilmiah gains Materi 1996

Pembentukan Tekstur Plat Baja Karbon Sangat Rendah Basil Deformasi Dingin yang Berbeda daD Anif

Ramli Sinaga2 ABSTRAK

PEMBENTUKAN TEKSTUR PLAT BAJA KARBON SANGAT RENDAH BASIL DEFORMASI DINGIN YANG BERBEDA DAN ANIL. Penelitian ini meninjau tentang pembentukan tekstur plat baja karbon sangat rendah (0.009 % C) basil defonnasi dingin yang berbeda (73 % dengan ketebalan akhir 0.7 rom dan 77 % dengan ketebalan akhir 0.6 rom) dan di anil (600.C-850.C). Dengan prosedur penelitian yang dilakukan berupa pengambilan data pole figure refleksi. Dari basil penelitian ditunjukkan bahwa makin tinggi prosentase defonnasi dingin (73 % sid 77%) setelah di anil (600.C -850.C) memberikan penurunan nilai koefisien pengerasan regang (dari n = 0.287 sid n = 0.275), nilai koefisien anisotropi plastis (dari r =2.17 sid r = 1.87) serta keuletannya (dari & = 49 sid & = 47%) serta memberikan orientasi pilihan dan tekstur anil (111)< 112> lebih dominan dibandingkan (112)<110> pada temperatur 800.C dengan waktu tahan tetap 10 jam.

ABSTRACT

TEXTURE FORMING FOR VERY LOW CARBON STEEL PLATE RESULTING OF DIFFERENT COLD DEFORMATION AND ANNEAL. This research observe about fonnation texture plate corbon steel very lower (0.009 % C) result

the deformation cold different ( 73 % with thick end 0.7 ntrn and 77 % with thick end 0.6 ntrn) and in anil (600-850°C). With procedure research done the of taking data pole figure reflextion. From the research result to point at that more higher prosentation defonnation cold (73 % until 77 %) after in anil (600 -850°C) to give reduction mark coefision tight (from n = 0.287 until n = 0.275), mark coefisien anisotropi plastis (from r = 2.17 until r = 1.87) with the diligence (from s = 49 until s = 47%) with to give orientation choose and texture anil (111)<112> more dominan equal (112)<110> on temperature 800 °c with hold time just 10 hours.

PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi tinggi saat ini akan memacu industri baja untuk memproduk lembaran plat baja berkualitas yang merupa kan kebutuhan vital industri kecil dan menengah dalam memproduksi bentuk barang/komponen. Pemakaian lembaran plat baja karbon sangat rendah ini lebih mudah

untuk dibentuk dalam pembuatan kebutuhan peralatan kantor, peralatan elektronik, peralatan rumah tangga dan industri minuman

dan makanan.

Salah satu sebab pemilihan lembaran plat baja tersebut sebagai bahan baku dalam industri, dilihat daTi segi pengubahan bentuk nya (model) yang tinggi pada saat penarikan dalam (deep drawing). Kondisi ini diperoleh setelah lembaran plat baja tersebut diberikan perlakukan panas. Akibat perlakukan panas (ani/) terhadap lembaran plat diharapkan sifat pengubahan bentuknya makin .tinggi dibandingkan sebelumnya dan juga diharapkan

tekstur yang ada sebelum di anil tidak akan berubab walaupun telab dilakukan proses anil.

Tekstur (disebut juga orientasi pilihan) yang terdapat pada lembaran plat baja sangat berpengaruh terhadap sifat mekanis dan sifat pengubahan bentuk. Ada-pun parameter sifat pengubaban bentuk (formabilitas) pada saat penarikan dalam ada-lab merupakan rasio regangan plastis (r = koefisien anisotropi plastis) daD koefisien pengerasan regang (n). Adanya Tekstur pada lembaran plat baja, hal ini merupakan ciri baban memiliki sifat anisotropi (butir-butir-nya tidak acak) dan hal ini akan mengindi-kasikan butir merniliki arab tertentu.

Maksud daD tujuan penelitian ini untuk melihat variasi deformasi dingin pada lembar-an plat setelab di anil terhadap sebaran tekstur pada lembaran plat baja karbon sangat rendah yang optimal.

Koefisien pengerasan regang (n) yang didefinisikan sebagai proses perringkatan kekerasan pada suatu proses pengubahan bentuk plastis, sehingga tegangan yang di-perlukan agar deformasi dapat berjalan dengan tetap akan meningkat. Proses penge-rasan regang (n) terjadi karena dihalanginya pergerakan dislokasi yang ada. Halangan DASAR TEORI

Beberapa parameter sifat pengubahan bentuk lembaran plat baja karbon sangat rendah yang meliputi: koefisien pengerasan

regang (n), koefisien anisotropi plastis (r ) dan keuletan (e) serta tekstur merupakan parameter-parameter penting yang menentu kan dalam proses pengubahan bentuk yang diinginkan.

1 Dipresentasikan pada Seminar Ilmiah PPSM 1996 2 Puslitbang KIM-LIPI Serpong

pemotongan sampel uji, karena adanya sifat anisotropi bahan. Sehingga pengukuran harga n dari sampel uji perlu dilakukan daTi ketiga arah (0°, 45°, 90° ), agar diperoleh nilai rata-rata dari harga n sebagai berikut :

tersebut dapat berupa bataS butir, interaksi dislokasi, atom larut, impurities dan partikel rasa kedua[ll. Salah satu konsep dislokasi untuk menjelaskan tentang pengerasan regang (n) adalah adanya penumpukan dislokasi yang terkunci di dalam kristal. Hal ini merupakan sumber tegangan dalam (internal) yang berfungsi melawan pergerakan dislokasi yang lain, sehingga tegangan yang diperlukan untuk menggerakkan dislokasi akan meningkat. Kemampuan suatu bahan untuk mengalami pengerasan regang diukur oleh harga n. Metoda pengukuran harga n, dilakukan dengan mengunakan uji tarik pada regangan

10 %. Setelah itu dilakukan pengukuran dimensi terhadap perubahan sampel uji pada saat terjadinya perpanjangan 10 %. Untuk menentukan besamya harga koefisien pengerasan regang (n) dapat ditentukan melalui persamaan:

n= _no ~n45~90 ₍₃₎

4

(1) dimana :

n = harga koefisien pengerasan regang pada sudut (0, 45, 90 deg)

Wu = beban ultimate Wi = beban saat 10 %

Efek pengerasan regang dapat dipresentasikan oleh kelakuan sampel uji pada uji tarik uniaksial. Kurva aliran sebagian besar logam pada daerah plastis dapat dinyatakan dalam persamaan berikut : cr=K.sn (2) dimana, cr = tegangan sebenarnya K = koefisien kekuatan E = regangan sebenarnya n = koefisien pengerasan regang

Koefisien pengerasan regang (n) yang tinggi menunjukkan kemampuan mendistribu sikan regangan yang lebih baik, sehingga dapat memperkecil terbentuknya penciutan loka! yang dapat menyebabkan perpatahan pada saat pembentukan model. Sedangkan harga n yang rendah akan mengalami penciutan lokal pada saat dibentuk, yang dapat mencapai regangan kritis sehingga terjadi perpatahan (sobek)

Koefisien pengerasan regang (n) terutarna berpengaruh sekali terhadap pengubahan bentuk stretching dari baja. Deformasi pada stretch forming dibatasi sampai mulai terjadinya penipisan setempat. Oleh karena itu deformasi maksimum yang dapat diterima lembaran plat baja karbon sangat rendah yang mengalami stretch forming sarna dengan regangan maksimum yang terjadi ketika sampel uji tarik mengalami penciut-an lokal. Sehingga lembaran plat dengan koefisien pengerasan regang (n) yang tinggi sangat diinginkan dalam hat ini.

Pada umunya logam bersifat anisotropi yang berarti memiliki sifat yang berbeda untuk setiap arab daD orientasinya[2]. Anisotropi menyebabkan lembaran plat baja karbon sangat rendah memiliki tegangan alir yaitu tegangan yang diperlukan untuk deformasi plastis yang tidak sarna pada arab yang berbeda pada bidang sampel uji. Jika dilakukan pemetaan log-log

antara tegangan dan regangan sebenamya hingga beban sampai mencapai maksimum, akan mengbasilkan kurva berbentuk garis lurns seperti pada Gambar 1. Dimana n adalab derajat kemiringan basil pemetaan dan K adalab tegangan sesungguhnya pada E = 1.

Koefisien pengerasan regang (n) berkisar antara n = 0 (mataerial bersifat

plastis) hingga n = 1 (material bersifat elastis). Untuk sebagian besar logam, harga n berkisar antara 0,1 hingga 0,5. Tetapi harga n akan menghasilkan nilai yang berbeda akibat arab

45 derajat uji

r45 = pemotongan sampel terhadap arab rol r9()= pemotongan sampel

terhadap arab rol

90 derajat uji

Tegangan alir pada satu arab lebih kecil dibandingkan arab lain.

Beberapa logarn berdeformasi lebih rnudah pada bidang lernbaran (arah lebar) dibandingkan arab tebal plat. Dengan kata lain ketika dibentuk bahan akan rnerniliki ketahanan yang tinggi terhadap penipisan dan kemampuan yang tinggi untuk berdeformasi pada bidang lernbaran. Untuk rnenunjukkan ketahanan bahan terhadap penipisan digunakanlah harga r, yaitu perbandingan tegangan alir pada bidang lernbaran terhadap tegangan alir pada arab ketebalan.

Sulit bagi kita untuk rnengukur tegangan alir pada arab ketebalan, sehingga per-bandingan ini dapat ditentukan dengan rnenggunakan perbandingan regangan se-benarnya pada arab lebar dan tebal.

Perbandingan ini disebut perbandingan regangan plastis [1].

sw

sf (4)

r=

dimana,

Ew = regangan dalam arab lebar fit = regangan dalam arab tebal

Bila diinginkan lembaran plat baja karbon sangat rendah yang lebih tahan terhadap penipisan, maka regangan dalam arab lebar hams lebih besar dibandingkan regangan dalam arab tebal, sehingga r > 1, anisotropi semacam ini disebut normal anisotropi. Sedangkan untuk bahan isotrop

memiliki harga r = 1 atau r <1 [3].

Lembaran plat baja karbon sangat rendah yang sesuai untuk proses pembentukan, terutama dengan teknik deep drawing adalah lembaran plat yang memiliki normal anisotropi dengan harga r > 1. Makin besar harga r dari 1 makin meningkat kemampuan baban untuk menahan penipisan, sehingga makin tinggi suat pengubaban bentuknya. Hal ini dapat dilihat dengan mengendalikan tekstur kristalografis.

Karena suat pada bidang lembaran berbeda pada arab yang berbeda, maka harga r suatu lembaran baja diukur sebagai rata-rata perbandingan regangan plastis yang diukur pada arab 00 ,450 ,900 terhadap arab

pengerolan sebagai berikut.

Nilai r tinggi diharapkan untuk penarikan dalam. Dalam kondisi ini lembaran plat tahan terhadap penipisan. Nilai r tinggi untuk lembaran plat baja rata-rata 1,5 atau lebih [4]. Nilai minimum r = 1,5 pada arab longitudinal dibutuhkan untuk basil yang baik pada tarikan (drawing) yang sukar. Krista! tunggal seperti besi -a. dengan tekstur (111)<110>, (011)<100> dan (112)<110> menghasilkan nilai r tinggi, sedangkan (001)<110> memberikan nilai Dol atau nilai sangat rendah pada ro daD r90. Nilai r tinggi juga dibasilkan hila reduksi dingin akhir dari lembaran plat baja adalah dalam range ( 60-75) %[4]. Nilai r tinggi tersebut berhubungan dengan tekstur (111)<110> pada lembaran plat baja yang di anil. Jika reduksi dingin melebihi 75 % komponen mendekati tipe (111)<112> [4]. Selain itu nilai r tinggi dapat diperoleh dengan meminimumkan tekstur (100) daD memaksimumkan (Ill), bal ini disempumakan oleh presipitat AIN, TiN selama anil setelab pengerolan dingin.

Pada besi-a. pengerjaan dingin, energi dalam pada butir-butir yang memiliki orientasi (Ill) lebih besar dari pada yang memiliki orientasi (100). Oleh karena itu, selama anil butir-butir pemuliban dan rekristalisasi pertama bertekstur (Ill). Kecendrungan

membentuk ears /kuping-kuping pada drawing cup adalah suatu fungsi Ar.Bilamana Ar positif, ears cendrung terbentuk pada arab pengerolan daD pada arab 900 dari arab pengerolan. Bilamana Ar negatif, ears cendrung terbentuk pada arab 45 0 dari arab pengeroalan [4].

Bahan polikrista! merupakan bahan yang memiliki butir atau kristal dalam jumlah cukup banyak. Masing-masing kristal dipisahkan oleh batas butir yang jelas. Butir-butir ini memiliki orientasi tertentu dan jika dibandingkan dengan barns butir, tiap-tiap butir memliki cacat yang relatif rendah dibandingkan terhadap batas butir.

Suatu logam dapat memiliki distribusi orientasi yang random (tidak bertekstur) maupun non-random (bertekstur) [8]. Tetapi kondisi ideal dari suatu material adalab berorien tasi random, setiap butir menguatkan butir yang lain, maka baban seperti ini bersifat isotropik. Meskipun demikian dalam prakteknya, akibat perilaku pengerolan panas, pengerolan dingin ataupun anil, maka bahan r= !o+ 2r45 + r90 ₍₅₎

4 dimana,

ro = pemotongan sampel searah dengan rot

lebih dari satu proses ini mempengaruhi tekstur anil.

Pada proses pemulihan, tekstur anil akan menduplikasikan tekstur yang ada sebelum di anil. Adapun pada proses rekristalisasi pertama, tekstur-tekstur dari besi pengerjaan dingin diubab, yang dimotori oleh energi dalam pengerjaan dingin. Selama pemanasan berikutnya, material dapat terekristalisasi lagi, jika batas-batas butir rekristalisasi pertama telab dijepit oleh partikel-partikel rasa kedua [4]. Tekstur daTi kondisi ini disebut tekstur rekristalisasi kedua. Pada rekristalisasi kedua, inklusi daD pori tidak menghalangi pertum buhan butir. Ada 2 teori perkembangan tekstur selama anil dari logam pengerjaan dingin yaitu teori Nukleasi orientasi dan teori pertumbuhan orientasi [4,10], tetapi teori yang sekarang umumnya diakui adalab teori pertumbuhan orientasi. Pada toori tersebut tekstur berkembang selama rekristalisasi pertama karena adanya mobilitas batas butir, dengan orientasi tertentu tumbuh dalam tekstur materiallebih cepat daTi pada lainnya [10]. Hal itu berarti pergeseran atom-atom daTi matriks regang pada butir rekristalisasi hanya berjalan dengan perlahan bilamana butir barn memiliki orientasi yang hampir sarna seperti matriks pengerjaan dingin, daD paling cepat bilamana orientasinya berbeda pada arab-arab tertentu dari orientasi matriks[IO].

RAsa DAN PEMBAHASAN

Hasil penelitian yang diperoleh terhadap parameter sifat mampu bentuk , meliputi arab ( 0,45 daD 90 deg), kemudian diambil harga rata-ratanya dari setiap penentuan harga r , n dan tekstur, hal ini diharapkan memberikan gambaran sifat -sifat material sarnpel uji yang telah mengalami deformasi dingin 73 % dan 77 % sebelum daD sesudah di anil.

Dari basil pengukuran harga koefisien pengerasan regang daD anisotropi plastis melalui pengujian tarik pada Tabel 1,2,3 dan Gambar 2 dan 3 didapat koefisien pengerasan regang sebelum di anil n = 0,069 (73 %) daD n = 0,082 (77%) sedangkan koefisien anisotropi plastis (r ) pada sampel uji sebelum di anil tidak dapat whitling dengan menggunakan mrtoda uji tarik 15 % regangan karena masih getas daD cepat mengalami perpatahan. Setelah dilakukan anil terjadi peningkatan harga koefisien pengerasan regang dari n = 0,192 menjadi 0,287 daD koefisien anosotropi plastis daTi r = 0,97 menjadi r = 1,62 pada deformasi dingin 73 %. Untuk deformasi dingin 77 % juga terjadi akan memilki orientasi pilihan. Terdapat 2 tipe

orientasi pilihan (tekstur) yaitu : Tekstur serat dan tekstur lembaran. Tekstur lembaran ini dipresentasikan oleh dua parameter yakni bidang dan arab dan diberi notasi

{hkl}<uvw>., sedangkan tekstur serat dipresentasikan oleh satu parameter yakni arab dengan notasi (UVW>[9]. Bidang {hkl} adalah suatu bidang dalam sampel uji yang sejajar dengan bidang rol, begitu pula untuk arab <uvw> adalab suatu arab dalam sampel uji yang serjajar terbadap arab rol. Tekstur yang terdapat pada bahan biasanya digambarkan dalam bentuk pole figure, meruPakan proyeksi stereografik sederbana dan memperlihatkan distribusi arab kristal dari butir.

Tekstur yang terbentuk selama deformasi tergantung pada struktur kristal dan jenis serta besar proses pengerjaan. Disamping

itu, faktor lain seperti: komposisi, tekstur awal, riwayat termal dan mekanik serta temperatur juga berpengafUh.

Operasi pengerjaan dingin yang paling umum seperti pengerolan dan wire drawing, keduanya merupakan tipe deformasi.Bila suatu material mengalami pengerjaan dingin, maka yang sebenarnya terjadi pada butir-butir adalah reorientasi dari butir sebagai basil daTi proses slip ataupun twinning, sehingga orientasi tertentu menjadi pilihan daripada lainnya. Orientasi piliban disebabkan oleh deformasi disebut tekstur deformasi.

Tekstur besi-a. (001)<110> merupakan tekstur yang selalu ada dalam bahan yang menjadi komponen prinsip, meskipun tidak hanya tekstur tersebut [2.3]. Tekstur tertentu berkembang setelah reduksi dingin sekitar 30 %. Suatu lembaran plat dengan ketebalan 3 mm atau kurang ,maka tidak ada perbedaan antara tekstur permukaan dan tekstur pusatltengab setelab reduksi sekitar 50 % [4]. Tekstur menjadi lebih berkembang dengan rneningkatnya deformasi dingin. Tekstur yang terjadi selama pengerolan dingin tidak akan lenyap seluruhnya setelah rekristalisasi, karena tekstur anil berkaitan dengan tekstur deformasi.

Orientasi pilihan disebabkan oleh pemanasan biasanya disebut tekstur anil atau tekstur rekristalisasi. Perkembangan tekstur anil menyangkut beberapa mekanisme dasar yaitu : pemulihan, rekristalisasi pertarna, dan rekristalisasi tahap kedua (grain growth) [10]. Tekstur anil dapat disebut sebagai basil dari kom~tisi sejurnlab pemulihan' rekristalisasi

pertama, dan pertumbuhan butir. Terkadang~

peningkatan n = 0,163 menjadi 0,275 dan daTi r = 0,73 menjdi 1,87 pada temperatur 8000 C dengan waktu tahan tetap 10 jam. Sedangkan untuk waktu tahan yang bervariasi (1,4,7,10 jam) pada temperatur tetap 700°C

terjadi peningkatan harga n = 0,165 menjadi n = 0,236 dan r = 0,84 menjadi r = 1,27.

Tabell. Data hasil pengukuran harga koefisien pengerasan regang (n), koefisien anisotropi plastis (r ) serta pengukuran % keuletan pada deformasi dingin 73 % R.D = sudut pengerolan

DeCor magi (%) Tempe ratur ( C) Waktu tahan (jam) RoD

ft

0 45 90 0 45 90 0 45 90 0 45 90 0 45 90 0 45 90 0 45 90 0 45 90

Harga Harga Harga

rata-rata n 0.192 Harga rata-rata (r) Keuletan rata-rata (%) 1.02 0.99 1.07 1.3 1.16 1.31

-m

-w-I47

1.69 1.47 1.83 2.53 1.8 1.54 1.85 1.45 600 --o~ 0.199 0.173 0.22 0.23 0.21 0.23 0.244 0.233 0.249 0.264 0.255 0.268 0.275 0.268 0.281 0.293 0.28 0.77 0.084 0.075 0.064I 0.071 I~-0.97 26 650 0.22 1.21 34 700 0.234 42 39 73 10 750 0.258 1.58 42 800 0.272 2.17 46 850 0.287 1.62 49 73 28 0.08 7 77 28 0.069 4

Gambar 2. Grafik basil pengukuran harga koefisien pengerasan regang (n) rata-rata sebagai fungsi waktu tahan yang bervariasi pada deformasi dingin 77%

Tabel. 2. Data basil pengukuran harga koefisien pengerasan regang (n), koefisien anisotropi plastis (r) serta pengukuran % keuletan pada deformasi dingin 77 %

R.D = sudut pengerolan Defor mast (%) Tempe ratuT ( C) Waktu tahan (jam ) RD _Harga Harga rata-rata (n) Harga Harga rata-rata (r)-Keuletan rata-rata (%)

I~

0

ill

0.47 0.89 0.65 0.76 1.29 1.0 0.94 1.49 1.19 1.19 1.69 1.32 1.52 2.07 1.81 0.81 1.47 1.12 (0) 0.169 0.167 0.l-50 0.208 0.228 0.204 0.218 0.247 0.232 0.241 0.258 0.238 0.251 0.265 0.255 0.268 0.285 0.263 0.163 0.73 23 600 45 90 0 45 90 0 45 90 0 45 90 0 45 90 0 45 90 650 0.217 1.09 31 0.236 1.28 34 700 77 10 0.249 1.47 40 750 800 0.259 1.87 44 0.275 .22 47 850

Gambar 3. Grafik basil pengukuran harga koefisien pengerasan regang (n) rata-rata sebagai fungsi temperatur anil pada deformasi dingin 73% dan 77%

Tabel. 3. Data basil pengukuran hargakoefisien pengerasan regang (n), koefisien anisotropi plastis (r ) serta pengukuran % keuletan pada deformasi dingin 77 % dengan temperatur tetap

7000 C, R.D = sudut pengerolan Defor masl (%) Waktu tahan (jam) R.D _{Harga Harga} rata-rata (n) Harga

~

rga rata-rata (r) Keuletan rata-rata (%) Tempe ratur <. C) (deg) 0 0.84 25 45 90 0 45 90 0 45 90 0 45 90 (n) 0.163 0.165 0.168 0.189 0.193 0.192 0.213 0.221 0.219 0.218 0.247 0.232 0.165

~I

0.66 I 0.91 ! 0.86 0.66 1.16 i

~I~I

~=I

1.24 :-~ 1.49,! 1.26 0.192 0.99 28 4 77 700 1.14 31 7 0.219 1.27 34 10 0.236

Gambar 4. Grafik basil pengukuran harga koefisien anisotropi plastis (r) rata-rata sebagai fungsi temperatur pada deformasi dingin 73 % daD 77 %

(112)<311>, (112)<110>. Setelah dilakukan proses anil, pole figure yang timbul diamati dari basil sebelum di anil yaitu pacta bidang (111)<112> dan (112)<110» libat Gambar 6,7 Hasil pengujian tekstur sampe1 uji

sebe1um di ani1 dapat dilihat Gambar 8 pada lampiran, berupa pole figure yang menunjuk kan intensitas tertinggi pada bidang (111) <112>, (111)<101>,(111)<321>, (112)<531>,

waktu tahan pada bidang (111)<112> dan (112)<110>.

Pada lembaran plat baja karbon sangat rendah yang dominan memberikan sifat pengubahan bentuk (model yang diinginkan) selain koefisien pengerasan regang (n), koefisien anisotropi plastis (r ) juga pole figure bidang (111)<112> pada intensitas

tertinggi. dan 9 sId 20 pada larnpiran. DaTi Tabel 4 dan

Garnbar 6 dan 7 diperoleh intensitas tertinggi pole figure bidang (111)<112 dan (112)<110>

terjadi pada temperatur 8000 c.

Pada penelitian ini penulis membatasi bahwa bidang-bidang sebaran yang timbul

sebelum di anil tidak dianalisa, karena penulis ingin mengetahui pergeseran intensitas pole figure sebagai peningkatan temperatur anil dan

7 8 .73- .77-.711 .771 I-,.--++

\.

-.

A. 0 M

-.

.

~

--

_.

0 A.

.

.

-.

.

C

-

_C

-;0.

_..

0 ~

-.I

;

-=

.! 4 0

..

.a

.

-.

.

: 2

.!

'- '--1/

,-

I -:;;.. /1 ~

r-

_r7

1/

rru

~

f/

~:'1:::

i;

1/

""

_I ,~ / '-1-~

:~

-..1 r-1 800 850 700 7&0 800 8S0 Temperal.roC

Gambar 7. Grafik intensitas pole figure (I 12)<1 IO>sebagai fungsi

temperatur. 800 8S0 700 710 800 850

T l"pI,a..,.c

Gambar 6.Graflk intensitas pole figure (111)<112>. sebagai fungsi temperatur .

Tabe14. Data hasil pengukuran intensitas pole figure bidang (111)<112> daD (112)<110> sebagai fungsi temperatur dan waktu tahan anil pada deformasi dingin 73 dan 77 %.

-Deforrnasi dingin Waktu tahan Bidang (111)<112> Bidang (112)<110> Tempera tur Pole figure (hkl)<uvw> Pole figure (hkl)<uvw> I I (kcps) 2.0 I (kcps)I

2.8-%t

_L9

(iam) 600 650 700 750 800 850 600 650 700 750 800 850 3.5 4.2 4.78 5.6 3.5 2.5 2.8 2.5 3.0 6.3 3.0 2.5 1.8 2.4 4.0 2.0 1.5 2.4 1.5 2.5 3.6 2.0 73 (112)<110> (111)<112> 10 71 143 5 4 3 2

(111)<112> di dalarn pembuatan model-model yang diinginkan dari lembaran plat baja karbon sangat rendah. Makin tajarn intensitas pole figure pada bidang (111)<112>, akan memberikan garnbaran sifat pengubahan bentuk yang diinginkan lebih baik. Akan tetapi jika sifat bahan isotrop, hal ini memberikan bahwa butiran bersifat acak (r<l) clan tidak

memiliki tekstur. Pada deformasi dingin terlihat bahwa intensitas tertinggi terjadi pada pole figure bidang (111)<112> yang memiliki AlN yang berfungsi untuk mempertahankan sifat anisotropi pada proses anil. Dari proses anil diperoleh pergeseran intensitas tertinggi pole figure pada bidang (111)<112> dan (112)<110> terjadi pada temperatur 800 DC seperti terlihat pada Gambar 6 ,7 clan Tabel 4.

Deformasi dingin yang besar akan memberikan nilai koefisien pengerasan regang (n) clan koefisien anisotropi plastis (r ) yang lebih rendah dibandingkan dengan deformasi dingin yang lebih rendah. Peningkatan temperatur anil hingga 800 DC, memberikan harga r yang optimum dan hal ini sarnpel uji bersifat anisotrop, akan tetapi pada temperatur 850 DC, harga r menurun clan hal ini sudah berada pada rasa austenite dan dimungkinkan sampel uji bersifat isotrop.

Tekstur mengindikasikan bahwa sampel uji bersifat anisotrop clan juga tekstur akan lebih nyata dengan meningkatnya deformasi dingin yang dilakukan. Makin tinggi deformasi dingin pada lembaran plat baja karbon sangat rendah akan memberikan

nilai intensitas pole figure yang lebih besar. Pada temperatur 600 DC tekstur anil masih menduplikasikan tekstur yang ada sebelum di anil. Peningkatan temperatur hingga 850 DC memberikan tekstur yang sarna pada penurunan pergeseran intensitas pole figure sebelum di anil. Dari Tabel 4 diperoleh intensitas tertinggi terjadi pada temperatur 800 DC pada bidang (111)<112> dengan deformasi dingin 77 %, sedangkan pada deformasi dingin 73 % juga terjadi pada temperatur 800 DC bidang (112)<110> yang lebih rendah dibandingkan deformasi dingin 73 %.

Dari basil pengukuran barga parameter sifat mampu bentuk yang ditentukan oleh harga n dan harga r juga mengalami peningkatan dengan bertambahnya temperatur anil daD waktu tahan. Khusus harga r, berdasarkan basil penelitian ternyata

menunjukkan harga optimum setelah di anil terjadi pada temperatur 800 °C daD waktu tahan tetap 10 jam. Peningkatan waktu tahan juga dapat meningkatkan nilai koefisien pengerasan regang (n) rata-rata hingga temperatur 850 °C dengan waktu tahan tetap 10 jam, sedangkan pada temperatur konstan 700 °C dengan waktu tahan yang bervariasi (1,4,7 dan 10 jam) juga memberikan peningkatan barga n dan r. Hal ini memberikan gambaran pada kita bahwa harga n yang tinggi dapat memiliki regangan uniform yang lebih besar atau tegangan alir yang lebih besar sebelum terjadinya perpatahan. Sedangkan harga r yang tinggi juga dapat memiliki kemampuan pengubahan

bentuk yang lebih uniform pada seluruh posisi 0°,45° daD 90°. Pengaruh deformasi dingin yang lebih besar pada sampel uji setelah di

anil memberikan penurunan harga n dibandingkan deformasi dingin yang lebih rendah. Semakin besar deformasi dingin yang dilakukan, maka semakin besar energi simpanan yang dimiliki sampel uji yang merupakan gaya penggerak rekristalisasi, sehingga rekristalisasi berlangsung lebih mudah atau menghasilkan peningkatan jumlah dislokasi, berdasarkan interaksi mereka mengakibatkan tegangan dalam yang lebih tinggi, sehingga butiran mengalami pengerasan regang. Peningkatan temperatur anil menyebabkan tegangan dalam pada sampel uji hilang dan juga semakin rendahnya tegangan yang dibutuhkan agar deformasi plastis yang ditandai oleh pergerakan dislokasi dapat berjalan. Meningkatnya kemampuan sampel uji untuk terdeformasi plastis dengan bertambahnya temperatur anil , menyebabkan

sampel uji memiliki kemampuan yang lebih besar untuk mengalami pengerasan regang dan lebih mudah untuk membentuk model yang diinginkan.

Peningkatan koefisien anisotropi plastis berkaitan erat dengan adanya preferred orientation (orientasi yang diutamakan) yang menyebabkan sampel uji memiliki tegangan alir yang lebih besar pada satu arab dibandingkan arab lainnya. Atau dengan kala lain sampel uji semakin bersifat anisotrop. Sifat anisotropi (r> 1) menguntungkan dilihat dari aspek formabilitas dan hal ini akan

memberikan ketajaman pole figure bidang~

KESIMPULAN

Setelah dilakukan penelitian mengenai pembentukan tekstur plat baja karbon sangat rendah basil deformasi dingin yang berbeda (73 % daD 77 %) daD proses anil dapat diambil beberapa kesimpulan :

1. Meningkatnya tingkat deformasi dingin dapat menyebabkan penurunan nilai koefisien anisotropi plastis dari r = 2,17 (73%) menjadi r = 1,87 (77%) pada 144

2.

3

temperatur 800 °C dan koefisien pengerasan regang n = 0,287 (73 %) menjadi n = 0,275 (77%)

Parameter sifat mampu bentuk sampel uji semakin meningkat dengan bertambahnya temperatur anil, yang ditunjukkan dengan 0,163 menjadi n = 0,275 (77%), n = 0,192 menjadi 0,287 (73%) daD r = 0,73 menjadi 1,87 pada 800 °C kemudian urun r = 1,22 (77 %), r = 0,97 menjadi 2,17 pada 800 °C kemudian turun r = 1,62 (73%).

Paramater sifat mampu bentuk yang ditentukan oleh harga r, mengalami pening-katan dengan bertambahnya temperatur anil 800 DC, tetapi pada temperatur 850 °C harga r turun, hal ini dimungkinkan sampel uji bersifat isotrop (fasa austenite).

Untuk temperatur tetap 700°C daD waktu tahan yang divariasikan (1,4,7 daD 10 jam) juga memberikan peningkatan nilai r = 0,84 1,27 daD n = 0,165 -0,236 serta keuletannya s = 25 -34 %

4.

DAFTAR PUSTAKA

I. KEELER.S.P," Sheet Metal Formability", American Iron and Institute 1000 16 th Street, N.W, Washington, D.C 20036, August 1984

2. BLICKWEDE.D.J," Sheet Steel-Micrometal-lurgy by the Millions", vol 61, Campbell Memorial Lecture, 1986

Pole figure- pole figure dari sampel uji basil deformasi dingin 73 % (0.7 rom) dan 77 % (0.6 rom) sebelum dan setelah di Anil dapat dilihat pada gambar 8 -20 dibawah ini :

...,,-+-~ ~

///":~~~.~~~~~"""'\

_{" ,}

_"

_'

, 1- \ I \ I I \ 1 I ,.."(" I \ '

,

_"

,,'

J

,/'

'"

~

/

~ ~

~:--~

~~

~ / '\ I , I

,

~~

r

~~..\.t "~J

"

'l ( 29-'

"~-~~~~~~:/

Gambar12. Pole figure pada temperatur 7SOoC, reduksl 73 %, & = 40 %, dlperoleh (111)<112>,(112)<110> , '.1 , ,.,." '...,... .1.2'"

/

L...I

.1 I 1.1 I 1.1 I 1.1

I..:,...

.,."",

)

)

/

"-..

_{"' :}

_'

./ Gambar 8. Pole figure pada temperatur 28 .C, red~1

73 %, £ = 7 %, dlperoleh: (111)<112> ,(111)<101>, (111)<321>, (112)<531>, (112)<311>,(112)<110>

~~~-~

""

~..I... , 'II., !

O.

_{I. .}

,

1.t I. , 4.1 ,.~ '.1 I.). to. ,."",

--+-\ ~ v---I 1.0 1 1.0

.

'x..,... .,. "'0.

£

:

~

" l ..\ '"I ' I '\' I-' I I -r::o-(}-1 4.-' J ~ I I;J:.:::-" '\.. I I ~\'i~'1 /1 \' ':~ :;//~ J ,,")"-1

"" ,

,'- ';/

"'

l

Gambar 13. Pole figure pada temperatur 800.C,

reduksi 73%, £ = 44 %, diperoleh : (111)<112>,(112)<110>

1

."

"'

_J

,--Gambar 9. Pole figure pada temperatur 600'C,

reduksi 73 %, s = 23 %, diperoleh : (111)<112>,(112)<110>

0..,...

."1"

_/'

J"'--~-~-~ ,.

_{~-_I""}

~

.~1,..1-., "" "IV / D"'...".. .,... , IIIDI , ., , I.'

,

'.S , 'S

.

I H..",. , ,.,..., /

\

/

I;""

.t.4

..,

_{!," "8} \ OJ. / ~l~'-,"..,..t<

" ~~

Gambar 14. Pole figure pada temperatur 850.C, reduksi 73 %, £ = 47 %,

(111)<112>,(112)<110>

/""---+-:'~~;"~

.

~,~/./

Gambar 10. Pole figure pada temperatur 650..c. redubi 73 %, E = 31 %, diperoleh (111)<112>,(112)<110>

"'~~~-: ""'"

/

~

I

,.t

~

.~ ~',

t,- ""'

' ..-' or"t I I I ,C>-' I I :z PI

~.~

"~_.J-",'" I "

/

~

""...,... .,... ."'.. .1 '.1 I.' ,., , 1.1 '.1 ,."". I...,... .1.1""

l

J

L,V.I ..1 J J."_t. \ 1.11'" +' il

~

' -I .-,L-, r. I \ ~ J '7"' , _{l- ,'I} /_'I

'-_!-~~

/

'"

./

"" J-~

Gambar 15. Pole figure pad a temperatur 600.C, reduksi 77 %, I; = 26 %, diperoleh (111)<112>,(112)<110> $'

'\"""' 1 ,,;/

Gambar 11. Pole figure pada temperatur 700.C, reduksl73 %, E = 34 %, dlperoleh : (111)<112>,(112)<110>

146

'" ,I.., .CliO' 1 ,I I,' ',I l,l

.

I,' ~.I ~,"III I. "."'" , !I.,"" , (110' ..".1 ., .1 I. , I. .

.

_...

..J I."'"_{J. .,..""} )-j:

Gambar 19. Pole figure pada temperatur 800 .C, reduksi 77 %, ..-46 %, diperoleh (111)<111>,(111)<110> Gambar 16. Pole figure pada temperatur

650.C, reduksi 77 %, £ = 34 %, diperoleh (111)<112>,(112)<110> :.-'11'0'000 .1"" 'L"" ..

,

_.., 1 l' I '" j.SI,., J. .'.S'", "',,...,.. .1.., .II'"_"'c

LO..,

.1 I I.'

.

_Z..

.

_'.1 I ,.n'" W..I... .., ,

~---"" .

.. ..1 _"\'\ ~I \ 1 I +" <"'I r~1 " ..._~"" "'.-Gambar 17. Pole figure pada temperatur 700 .C,

reduksi 77 %, s = 39 %, diperoleh (111)<112>,(112)<110>

Gambar 20. Pole figure pada temperatur

850 .C, reduksl77 "10, £ = 49 "10, dlperoleh (111)<112>,(112)<110> :\;\{ b.o",.;"'li'" "-'vc' ., ;11:;1(';, '.1 I.' JIJJ:)21:'l 1.' ; J J;n,r~._{," ,} 1.1 ,~.!f;"t:1 ,(,,",,:_{...,.', .} ,.i:i!r'!::I~!'~::: .,f;,;, ~C':"'~;;:_{, "} )"11 :ii;c;:~ '\::1,

+

LV '- ,-+0"","-+:'7" --"

""-.

G8mbar 18. Pole figure pada temperatur

;!: i.. 756 'c. reduksi 77 %. s = 42 %. diperoleh "E ali!" (1.11)<112>. (1.12)<110>",0':'.1

":-.,;, ;..I rl

"";

I"~"I ru"" c;'1.,I~ "I~

.wttRd nwtllvnlb }1i<J~:)Jn&i'Jflc;fj.;IQ-"Bi)i.f:)'n~ 11;)i; w fIf;;I{lr;1, ',~1J. 147 /. I

,j{]

_{I a} I~\

",

'"'-'" .'f

~~