BAHAN TEKNIK
WELDABILITY DAN HARDENABILITY
NAMA : MUHAMMAD IRFAN NIM : 5201417014
PRODI : PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2017
WELDABILITY
A. PENGERTIAN
Weldability dapat didefinisikan sebagai kemampuan bahan, logam untuk dapat dilas tanpa mengalami penurunan sifat yang dimilikinya secara berlebihan. Logam yang dilas dapat mengalami penurunan mutu akibat terjadinya penggetasan, cacat atau retakan.
Mutu hasil lasan akan terkait langsung dengan sifat mampu las dari bahannya yang dilihat dari sensitifitas sambungan las terhadap kemungkinan terjadinya penggetasan, cacat, atau retak. Penggetasan, cacat atau retak berdampak langsung terhadap penurunan sifat mekanik dari logam yang dilas.
B. PARAMETER MAMPU LAS
Mampu las dari baja yang akan dilas dapat diperkirakan dari karbon ekuivalen. Sebenarnya nilai karbon ekuivalen menunjukan hubungan antara kepekaan baja terhadap timbulnya retak dengan komposisi kimia baja. Jadi karbon ekuivalen pada dasarnya mengindikasikan pengaruh unsure-unsur yang terkandung dalam baja terhadap kemungkinan terjadinya retak.
Formula untuk nilai karbon ekivalen adalah sebagai berikut :
Ceq = % C + 1/6(% Mn + % Si) + 1/5(%Cr+%Mo) + 1/15(% Ni+ % Cu) Dari Formulanya dapat diketahui bahwa unsure-unsur utama yang terdapat pada baja memberikan pengaruh terhadap nilai karbon ekuivalen. Peningkatan kandungan unsure-unsur tersebut akan secara langsung meningkatkan nilai karbon ekuivalennya.
Pada kebanyakan baja, nilai karbon ekuivalen yang disarankan adalah kurang daripada 0,45. Nilai karbon ekivalen berkorelasi positif dengan kesensitifan terjadinya retak. Artinya kepekaan baja terhadap retak akan turun, jika nilai karbon ekivalen juga turun. Oleh karena itu, sedapat mungkin gunakan baja yang memiliki nilai karbon ekivalen yang rendah.
Paduan atau unsure yang ditambahkan selama pembuatan baja, pada prinsipmya merupakan usaha untuk mendapatkan sifat mekanik harus lebih tinggi, dan unsure paduan ditambahkan, maka baja tersebut menjadi lebih sensitive terhadap munculnya retak.
C. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI SIFAT MAMPU LAS (WELDABILITY) PADA MATERIAL
Kemampuan untuk dilas ditentukan oleh beberapa faktor, diantaranya: Welding Metallurgy (Metalurgi las)
Welding Chemistry ( Kimia Pengelasan) Kondisi Permukaan Sambungan
Geometri (bentuk) Sambungan
Welding Metallurgy, adalah perubahan yang terjadi dalam suatu logam yang mengalami berbagai macam efek mekanis dan panas dalam suatu proses pengelasan. Welding Metallurgy tergantung dari susunan atom dan bagaimana suatu susunan atom tersebut dipengaruhi oleh gaya dan panas. Jenis susunan atom logam menyebabkan perbedaan sifat mekaniknya. Dengan
demikian kita dapat melihat hubungan perlakuan metalurgi terhadap logam yaitu
pemanasanawal, pemanasan akhir, pelepasan tegangan dll dengan kemampuan mekanis yang diakibatkannya.
Welding Chemistry merupakan hubungan secara kimiawi diantara logam induk, logam pengisi, dan bahan kimia lain yang ada pada proses pengelasan. Kemampuan logam induk dan logam pengisi untuk berfusi tanpa menyebabkan suatu efek kimia yang buruk merupakan hal yang penting dalam hubungannya dengan weld ability.
Joint Surface Condition(kondisi permukanan sambungan) dan Joint Geometry ( bentuk sambungan) merupakan faktor akhir yang mempengaruhi kemapuan untuk dilas (weld ability). Kondisi permukaan sambungan termasuk efek dari kekasaran dan kebersihan
permukaan sambungan. Bentuk/geometri dari sambungan juga mempengaruhi kemampuan dilas. Jumlah tegangan juga mempengaruhi kemampuan dilas.
Meskipun persoalan weld ability dapat diatasi oleh para insinyur tetapi welding Inspector harus tetap mengingat bahwa problem weld ability masih tetap ada. Cacat las yang berulang atau bukan karena kesalahan welder harus dicatat dan dilakukan perbaikan. Dengan mengetetahui metalurgi pengelasan dan kimiawi pengelasan Welding Inspector lebih mampu mengantisipasi problem weldability dengan mengetahui tanda - tanda awal.
D. CONTOH SIFAT MAMPU LOGAM
No Bahan Sifat Mampu Las
a Baja Karbon Excellent untuk baja karbon rendah, baik untuk baja karbon menengah dan kurang baik untuk baja karbon tinggi.
b Baja Paduan Rendah
Sifat mampu las seperti baja karbon menengah.
c Baja Paduan Tinggi Pada umumnya sifat mampu las baik tetapi berdasarkan control dan metoda yang baik. d Stainless
stee
Pengelasan dilakukan cara khusus dan beberapa fariasi pengelasan.
e Aluminium Paduan
Aluminium mampu dilas dengan baik, tapi konduktifitas panasnya tinggi, spt: tembaga paduan.
HARDENABILITY
A. PENGERTIAN
Hardenability adalah sifat yang dimiliki oleh suatu material untuk dapat dikeraskan dengan pembentukan martensite yang biasanya untuk metal baja. Pembentukan martensite didasari pada proses pergeseran atom yang melibatkan penyusutan dari struktur Kristal. Struktur Martensite merupakan konsekuensi langsung dari tegangan disekitar matriks yang timbul akibat mekanisme geser. Dengan mengetahui hardenability baja dapat diketahui sifat sifat spesimen untuk dapat menentukan penggunaanya dengan tepat. Kekerasan pada baja dapat dimodifikasi tanpa menambahkan unsur lain namun dapat dengan perlakuan panas, karena pada proses tersebut terjadi perubahan struktur didalam baja. Pada penggunaan material sering kali dibutuhkan material yang memiliki tingkat kekerasan tinggi seperti baja. Baja memiliki sifat mampu keras yang berbeda – beda tergantung dari kadar karbon, laju pendinginan dan lian- lain. Hal ini tergantung dari jenis baja yang akan ditingkatkan kekerasannya. Untuk itu perlu dilakukan pengujian agar dapat diketahui sifat mampu keras dari baja tersebut. Hal ini dilakukan agar dapat dilakukan tindakan yang tepat dalam pengolahannya sehingga dapat menurunkan biaya dalam proses produksi tapi tetap mempertahankan kualitas yang diinginkan.
B. PERBEDAAN KEKERASAN dan KEMAMPUKERASAN ( HARDENABLITY) Ada perbedaan pengertian antara kekerasan dan kemampukerasan dapat diasumsikan : Laju Pendinginan sangat lambat
Laju pemanasan lambat
Terjadi mekanisme difusi ( perpindahan atom secara individual dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah )
Hardenability adalah kemampuan untuk mengeras sampai kekerasan tertentu pada suatu bahan. Bila bahan tersebut dikenakan suatu perlakuan panas. Sedangkan kekerasan adalah kemam-puan bahan untuk menahan penetrasi dari luar.
C. FAKTOR yang MEMPENGARUHI HARDENABILITY
Hal-hal yang mempengaruhi sifat mampu keras suatu material adalah:
1. Kecepatan pendinginan Setelah logam dipanaskan, lalu dilakukan pendinginan cepat, maka logam akanmenjadi semakin keras. Proses pendinginan material dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu:
a. Annealing
Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu diholding
kemudiandibiarkandingin didalam tungku. Proses ini menghasilkan material yanglebih lunak dari semula.
b. Normalizing
Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu diholding kemudian didinginkan di udara.
c. Quenching
Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu diholding kemudiandilakukan pendinginan cepat, yaitu dicelupkan kedalam media. Medianyaadalah air, air garam dan oli. Proses ini yang menghasilkan material yanglebih keras dari semula.
2. Komposisi kimia Komposisi kimia menentukan Hardenability Band. Karena komposisi material menentukan struktur dan sifat material. Semakin banyak unsur kimia
yangmenyusun suatu logam, maka makin keras logam tersebut
3. Kandungan karbon Semakin banyak kandungan karbon dalam suatu material maka makin keras material tersebut. Hal inilah yang menyebabkan baja karbon tinggi memiliki kekerasan yang tinggi setelah proses pengerasan kerena akan membentuk martensit yang memiliki kekerasan yang sangat tinggi.Untuk meningkatkan kadar karbon dari beberapa material dapat dilakukan dengan beberapa perlakuan, yaitu:
a. Carborizing
Proses penambahan karbon pada baja, dengan menyemprotkan karbon pada permukaan baja.
b. Nitriding
Proses penambahan nitrogen untuk meningkatkan kekerasan material. c. Carbonitriding
Proses penambahan karbon dan nitrogen secara sekaligus untuk meningkatkan kekerasan material.
Pengaruh komposisi paduan terhadap kemampuan paduan baja untuk ditransformasikan martensit untuk perawatan pendinginan tertentu berhubungan dengan parameter yang disebut kekerasan. Untuk setiap paduan baja yang berbeda ada hubungan yang spesifik antara sifat mekanik dan laju pendinginan. Kekerasan adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan kemampuan paduan yang harus dikeraskan dengan pembentukan martensit sebagai akibat perlakuan panas yang diberikan. Kekerasan bukanlah "kekerasan", yang merupakan hambatan terhadap indentasi; Sebaliknya, kemampuan mengeras adalah ukuran kualitatif tingkat di kekerasan yang turun dengan jarak ke bagian dalam spesimen sebagai hasilnya dari kandungan martensit yang berkurang. Paduan baja yang memiliki kemampuan mengeras tinggi adalah satu yang mengeras, atau membentuk martensit, tidak hanya di permukaan tapi sampai tingkat yang besar seluruh bagian dalam.
D. METODE PENGUKURAN HARDENABILITY MENGGUNAKAN JOMINY TEST
Hardenability dapat diukur dengan metode jominy. Dari metode ini akan mendapatkan kurva antara harga kekerasan dengan jarak quenching dari pusat quench.
1. Jominy Test
Pada uji Jominy ini, material dipanaskan dalam tungku dipanaskan sampai suhu transformasi (austenit) dan terbentuk sedemikian rupa sehingga dapat dipasangkan pada aparatus Jominy kemudian air disemprotkan dari bawah, sehingga menyentuh permukaan bawah spesimen. Dengan ini didapatkan kecepatan pendinginan ditiap bagian spesimen berbeda-beda. Pada bagian yang terkena air mengalami pendinginan yang lebih cepat dan semakin menurun kebagian yang tidak terkena air. Setelah pendinginan, material diuji kekerasannya melalui proses ini, nilai hardenability dapat ditemukan disepanjang permukaan material. Semakin jauh dari ujung yang dipadamkan, maka semakin tinggi kemampuan pengerasan.
Jominy Test Dimensioning
DAFTAR PUSTAKA
Surdia, Tata dan Shinroku Saito. 1999. Pengetahuan Bahan Teknik. Cetakan Ke-4. Jakarta: PT. Pradnya Paramita
Jokosisworo, Sarjito. 2006. Weldability,. Welding Metallurgy,Welding Chemistry KAPAL, Vol. 3, No.3.(Jurnal)
ISO 642: Steel. Hardenability test by end quenching (Jominy test), ISO
Adawiyah, Rabiatul, Murdjani dan Ahmad Hendrawan. 2014. Pengaruh Perbedaan Media
Pendingin Terhadap Strukturmikro dan Kekerasan Pegas Daun dalam Proses Hardening.
