AKREDITASI : SK 637/AU3/P2MI-LIPI/07/2015

(1)

VOLUME 30 NOMOR 2, AGUSTUS 2015 ISSN 0126 – 3188

AKREDITASI : SK 637/AU3/P2MI-LIPI/07/2015

Pengantar Redaksi... xiii

Abstrak………... xv Liquid Metal Embrittlement (LME) Akibat Kontaminasi Tembaga Pada Pipa Baja Api 5L X70 Dengan Pengelasan Busur Rendam (SAW)

Budi Priyono,... 49-54

Morfologi Struktur Dan Karakteristik Sifat Mekanik Serta Keausan Baja Bainit Dengan Variasi Mangan Hasil Normalising Untuk Tapak Kendaraan Tempur

Sri Bimo Pratomo, dkk……….……… 55-62

Studi Penambahan Unsur Ca Pada Paduan Biner Mg-Ca Terhadap Pembentukan Fasa Dan Korosi In-Vitro Untuk Aplikasi Implan Mampu Luruh

Franciska P. Lestari, dkk……….. 63-70

Kinetika Reaksi Pelarutan Nikel Dari Kalsin Nikel Laterit

Rudi Subagja, dkk... 71-80

Sintesis LiBOB Dan Analisa Struktur Kristalnya

Etty Marti Wigayati, dkk……….. 81-88

Preparasi, Sintesis Dan Karakterisasi Material CaMnO3

M. Yunan Hasbi, dkk………. 89-94

Indeks Penanggung Jawab:

Kapuslit Metalurgi dan Material – LIPI

Dewan Redaksi :

Ketua Merangkap Anggota:

Dr. Ika Kartika, M.T, P2MM - LIPI

Anggota :

Dr. Ir. Djusman Sajuti (P2MM – LIPI, Metalurgi Ekstraksi)

Dr. Ir. Rudi Subagja (P2MM – LIPI, Metalurgi Ekstraksi)

Dr. Ir. Florentinus Firdiyono (P2MM – LIPI, Metalurgi Ekstraksi)

Dr. Ing. Andika W. Pramono, M. Sc (P2MM – LIPI, Fungsional Material)

Ir. Adil Jamali, M.Sc (P2MM – LIPI, Metalurgi Ekstraksi)

Dr. Nono Darsono (P2MM – LIPI, Fungsional Material)

Mitra Bestari :

Dr. Ir. Hadi Suwarno, M.Eng (BATAN - Ilmu Material)

Dr. Nyoman Jujur (BPPT - Material Metalurgi) Dr. Timotius Pasang (AUT University, New Zealand - Pembentukan Logam)

Ir. Soesaptri Oediyani, M.E (Untirta - Metalurgi Ekstraksi)

Dr. Ir. Iskandar Muda (Krakatau Steel - Metalurgi Ekstraksi)

Dr. Bagus Hayatul Jihad (LAPAN - Material Coating)

Pelaksana Redaksi:

Dr. Latifa Hanum Lalasari Nadia C. Natasha, S.T M. Yunan Hasbi, S.T Agus Budi Prasetyo, M.T Arif Nurhakim, S.Sos Noor Hidayah, S.Ip Bahari, BE

Galih Senopati, S.T

Penerbit:

Pusat Penelitian Metalurgi dan Material – LIPI Ged. 470, Kawasan Puspiptek Serpong, Tangsel Telp: (021) 7560911, Fax: (021) 7560553

Alamat Sekretariat:

Pusat Penelitian Metalurgi dan Material – LIPI Ged. 470, Kawasan Puspiptek Serpong, Tangsel

Telp: (021) 7560911, Fax: (021) 7560553 E-mail : metalurgi_magz@yahoo.com

Majalah ilmu dan teknologi terbit berkala setiap tahun, satu volume terdiri atas 3 nomor.

(2)

(3)

Pengantar Redaksi | xiii

PENGANTAR REDAKSI

Syukur Alhamdulillah Majalah Metalurgi Volume 30 Nomor 2, Agustus 2015 kali ini

menampilkan 6 buah tulisan.

Tulisan pertama hasil penelitian disampaikan oleh Budi Priyono menulis tentang Liquid

Metal Embrittlement (LME) Akibat Kontaminasi Tembaga Pada Pipa Baja Api 5L X70

Dengan Pengelasan Busur Rendam (SAW). Selanjutnya Sri Bimo Pratomo dan

kawan-kawan menulis tentang Morfologi Struktur Dan Karakteristik Sifat Mekanik Serta

Keausan Baja Bainit Dengan Variasi Mangan Hasil Normalising Untuk Tapak Kendaraan

Tempur. Sedangkan Franciska P. Lestari dan kawan-kawan menulis tentang Studi

Penambahan Unsur Ca Pada Paduan Biner Mg-Ca Terhadap Pembentukan Fasa Dan Korosi

In-Vitro Untuk Aplikasi Implan Mampu Luruh. Rudi Subagja dan kawan-kawan menulis

tentang Kinetika Reaksi Pelarutan Nikel Dari Kalsin Nikel Laterit. Etty Marti Wigayati dan

kawan-kawan menulis tentang Sintesis LiBOB Dan Analisa Struktur Kristalnya, dan

selanjutnya M. Yunan Hasbi dan kawan-kawan menulis tentang Preparasi, Sintesis Dan

Karakterisasi Material CaMnO

3

.

Semoga penerbitan Majalah Metalurgi volume ini dapat bermanfaat bagi perkembangan

dunia penelitian di Indonesia.

(4)

(5)

Abstrak | xv

METALURGI

(Metallurgy)

ISSN 0126 – 3188 Vol 30 No. 2 Agustus 2015 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya.

UDC (OXDCF) 532

Budi Priyono (Pusat Penelitian Metalurgi dan Material – LIPI)

Liquid Metal Embrittlement (LME) Akibat Kontaminasi Tembaga Pada Pipa Baja Api 5L X70 Dengan Pengelasan Busur Rendam (SAW)

Metalurgi, Vol 30 No. 2 Agustus 2015

Dalam studi ini, telah dilakukan penelitian terhadap kegagalan berupa penetrasi logam tembaga ke dalam logam lasan jenis baja karbon paduan rendah (C-Mn-Mo) yang menyebabkan retak pada proses pembuatan pipa dengan pengelasan busur rendam atau SAW (submerged arc welding). Kegagalan tersebut dikenal sebagai liquid metal embrittlement (LME). Dalam penelitian ini, kegagalan LME disebabkan oleh kualitas lapisan tembaga, dimana LME ditandai dengan adanya bercak merah pada permukaan logam lasan. Mekanisme kegagalan LME yang telah dipelajari dalam penelitian ini adalah lapisan tembaga pada elektroda teroksidasi membentuk senyawa CuO, terbawa ke dalam logam cair, dan muncul ke permukaan logam lasan. Senyawa CuO tersebut kemudian tereduksi kembali oleh terak menjadi logam Cu dalam kondisi cair. Pada kondisi inilah akan terjadi penetrasi logam tembaga ke dalam logam lasan melalui batas butir yang dikenal dengan nama liquid metal embrittlement (LME). Dari hasil penelitian, kegagalan LME dalam penelitian ini lebih disebabkan oleh kualitas lapisan elekroda las yang terlampau kuat, seharusnya lapisan tembaga lepas atau pecah sebelum masuk ke dalam busur lasan dan terperangkap dalam terak cair sebagai pengotor.

Kata Kunci : Las busur rendam (SAW), Penggetasan dari logam cair (LME), Kontaminasi tembaga, Pipa baja API 5L X 70

Liquid Metal Embrittlement (LME) Caused By Copper Contamination On Api 5l X 70 Steel Processed By Submerged Arc Welding (SAW)

In this study, we conducted a study of failures in the form of copper metal penetration into the metal welds low-alloy carbon steel (C-Mn-Mo) which caused cracking in the process of making pipe with submerged arc welding or SAW (submerged arc welding). Such failures are known as liquid metal embrittlement (LME). In this study, the failure is caused by the quality LME copper layer, where LME characterized by red spot on the surface of the weld metal. LME failure mechanisms that have been studied in this research is a copper layer on the electrode is oxidized to form CuO compounds, brought into the molten metal, and surface weld metal. CuO compounds are then reduced again by the slag to metallic Cu in a liquid state. In this condition will occur metallic copper penetration into the weld metal through the grain boundaries which are known as liquid metal embrittlement (LME). From the research, LME failure in this study was due to the strong effect of the welding electrodes coating, the copper layer should be separated or broken before entering into an arc welds and trapped in the molten slag as an impurity.

Keywords: Submerged arc welding(SAW), Liquid metal embrittlement (LME), Copper penetration, API 5L X 70 steel pipe

(6)

xvi |

Majalah Metalurgi, V 30.2.2015, ISSN 0126-3188

METALURGI

(Metallurgy)

UDC (OXDCF) 669.1

Sri Bimo Pratomo, Hafid, Husen Taufiq, Eva Afrilinda, Martin Doloksaribu (Balai Besar Logam dan Mesin) Morfologi Struktur Dan Karakteristik Sifat Mekanik Serta Keausan Baja Bainit Dengan Variasi Mangan Hasil Normalising Untuk Tapak Kendaraan Tempur

Tapak rantai impor yang digunakan untuk kendaraan tempur menggunakan baja bainite. Baja bainite digunakan secara luas karena memiliki sifat yang keras tetapi tangguh. Untuk memperbaiki sifat mekanis produk cor, umumnya dilakukan proses perlakuan panas normalisasi. Tahap akhir dari proses normalisasi adalah proses pendinginan yang sangat mempengaruhi morfologi struktur mikro. Pengaruh mangan terhadap pembentukan struktur bainite saat ini masih dalam perdebatan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengamati pengaruh kadar mangan dan perbedaan proses pendinginan terhadap struktur mikro, kekerasan dan ketahanan aus dari tapak rantai yang terbuat dari baja bainite. Disebabkan karena terbentuknya massive

bainitic ferrite maka kekerasan dan ketahanan aus prototipe tapak rantai yang mengandung 2 % mangan

menjadi lebih tinggi dibandingkan dengan yang hanya mengandung 1 % mangan. Pada prototipe tapak rantai yang mengandung 1 % mangan dan dinormalisasi dengan pendinginan kipas angin, akan menghasilkan struktur mikro compact bainitic ferrite, dengan nilai kekerasan dan ketahanan aus yang lebih baik bila dibandingkan dengan tapak rantai impor; yaitu 31 HRC, 0,28 % dan 28 HRC, 0,52 %, masing-masing untuk tapak rantai prototipe dan impor. Struktur mikro dari compact bainitic ferrite memperlihatkan morfologi yang lebih baik bila dibandingkan dengan struktur mikro massive bainitic ferrite.

Kata kunci: Tapak rantai, Baja bainit, Massive bainitic ferrite, Compact bainitic ferrite

Morphology The Structure And Mechanical Properties And Wear of Normalizing Bainitic Steel With Various Manganese For Track Link of Combat Vehicle

Imported track link for combat vehicle uses bainitic steel. Bainitic steels are widely used because they exhibit hard but tough. To improve the mechanical properties of casting product generally are performed normalizing heat treatment. The final stage of normalizing namely cooling process greatly affects the change of microstructure morphology. Effect of manganese in the formation of bainitic structure is still debated. The purpose of this study was observing effect the manganese content and effect the various cooling process of bainitic steel track link on microstructures, hardness and abrasive resistant. Due to the formation of massive bainitic ferrite, the hardness and abrasive resistance of track link prototype containing 2% manganese becomes higher compared with track link prototype contains only 1% manganese. The track link prototype containing 1% manganese and normalized by the cooling fan, produced the microstructure of compact bainitic ferrite that has hardness and abrasive resistance was better compared to imported track link; ie 31 HRC, 0.28% and 28 HRC, 0.52%, respectively for the track link prototype and imported track link. Compact bainitic ferrite microstructure showed better morphology compared to the massive bainitic ferrite microstructure.

(7)

Abstrak | xvii

METALURGI

(Metallurgy)

UDC (OXDCF) 620.112

Franciska P. Lestari

a,*

, Ardi Tri

b

, Dhyah Annur

a

, I Nyoman G. Putrayasa

a

, Moch. Syaiful Anwar

a

,

Ika Kartika

a(aPusat Penelitian Metalurgi dan Material – LIPI, bTeknik Metalurgi - Universitas Sultan Ageng Tirtayasa)

Studi Penambahan Unsur Ca Pada Paduan Biner Mg-Ca Terhadap Pembentukan Fasa Dan Korosi In-Vitro Untuk Aplikasi Implan Mampu Luruh

Paduan Magnesium merupakan paduan yang tengah dikembangkan untuk aplikasi biomedis karena memiliki sifat mampu luruh dan juga biokompatibel. Pada penelitian kali ini dikembangan paduan logam binner Mg-Ca dengan komposisi 1%berat, 4%berat, dan 7%berat Ca yang dibuat dengan teknik metalurgi serbuk untuk mengetahui pengaruh penambahan unsur Ca terhadap fasa yang terbentuk dan ketahanan korosi paduan. Evaluasi fasa yang terbentuk dilakukan dengan menggunakan x-ray diffractometry (XRD) dan uji korosi secara elektrokimia yang dievaluasi melalui in-vitro dengan polarisasi potensiodinamik dalam larutan Hank’s pada temperatur ruang. Penambahan paduan Ca menyebabkan terbentuknya formasi fasa Mg2Ca

yang secara sistematik meningkatkan laju korosi dan menurunkan potensial korosi paduan Mg-Ca. Hasil uji XRD menunjukkan fasa Mg2Ca terbentuk pada paduan Mg-7Ca. Hasil uji elektrokimia juga mengindikasikan

bahwa laju korosi meningkat dan potensial korosi menurun dengan penambahan unsur Ca akibat terbentuknya fasa Mg2Ca yang lebih katodik. Fenomena tersebut di atas mengindikasikan bahwa Mg-1Ca

merupakan kandidat serta paduan optimal yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan produk implan mampu luruh.

Kata Kunci: Paduan Mg- Ca, Fasa Mg2Ca, Potensial korosi, Implan mampu luruh

Study of Calcium Addition in Mg-Ca Binary Alloy in Phase Transformation and in- Vitro Corrosion For Biodegradable Implant

Magnesium alloy is currently being developed for biomedical devices application due to its biodegradable and biocompatible properties. In this study, Mg- Ca (1% wt, 4%wt, and 7%wt Ca) alloys have been been prepared through powder metallurgy process to study the effect of Ca addition to the phase transformation and the corrosion properties. Phase transformation were characterized through X-Ray Diffractometry (XRD). Meanwhile, the corrosion properties were evaluated in- vitro by means of polarization potentiodinamic in Hank’s solution. The electrochemical tests were carried out at room temperature using a corrosion measurement system. It was shown that Ca addition affect the formation of Mg2Ca phase which

systematically could increase the corrosion rate and reduce potential corrosion of Mg- Ca alloy. From XRD evaluation, it can be seen that Mg2Ca phase were formed at Mg-7Ca alloy. The electrochemical testing also

indicated the increasing of corrosion rate and the reduction of potential corrosion along with Ca addition were caused by formation of Mg2Ca phase which was more cathodic. This phenomena had shown that Mg-1

Ca alloy could be studied further as a raw material for biodegradable implant application. Keywords: Mg-Ca alloy, Mg2Ca phase, Potential corrosion, Biodegradable implant

(8)

xviii |

METALURGI

(Metallurgy)

UDC (OXDCF) 553.4

Rudi Subagja dan F. Firdiyono (Pusat Penelitian Metalurgi dan Material – LIPI) Kinetika Reaksi Pelarutan Nikel Dari Kalsin Nikel Laterit

Pada penelitian ini telah dilakukan percobaan untuk mempelajari kinetika reaksi pelarutan nikel dari kalsin nikel laterit ke dalam larutan asam sulfat. Kalsin yang digunakan, dipersiapkan melalui cara pemanggangan reduksi bijih nikel laterit pada temperatur 800 °C dengan reduktor 10% batubara. Percobaan pelarutan nikel

dari kalsin nikel laterit dilakukan dalam reaktor gelas kapasitas 1 liter, dengan kondisi percobaan : a) konsentrasi asam sulfat yang digunakan sebagai pelarut adalah 0,1 mol/liter, b) laju aerasi udara

divariasikan dari 0 liter/menit sampai 1 liter/menit, c) temperatur pelarutan divariasikan dari 40 °C sampai dengan 70 °C, dan waktu pelarutan divariasikan dari 15 menit sampai dengan 240 menit. Dari hasil percobaan diketahui bahwa proses pelarutan nikel dari kalsin nikel laterit ke dalam larutan asam sulfat makin meningkat jika laju aerasi dinaikkan dari 0 liter/menit menjadi 1 liter/menit, temperatur pelarutan dinaikkan dari 40 °C menjadi 70 °C dan waktu reaksi diperpanjang dari 15 menit sampai 180 menit. Dari hasil studi kinetika diketahui bahwa proses pelarutan nikel dari kalsin nikel laterit ke dalam larutan asam sulfat dikendalikan oleh proses difusi dengan nilai energi aktivasi 26,73 Kj/mol.

Kata kunci: Nikel laterit, Pelarutan, Asam sulfat, Kinetika reaksi Kinetics of Nickel Dissolution from Nickel Laterite Calcine

At present work, an experiment to investigate a kinetics of nickel dissolution from nickel laterit calcine into the aqueous sulphuric acid solutions were carried out by using the nickel laterites calcine which was prepared by reduction roasting of nickel laterites oresby using 10% coal as reducing agents at temperature 800 °C. The dissolution test were caried out by using 1 litre capacities of glass reactor, with the experimental conditions: a) a sulphuric acid concentration 0,1 mole/litre, b) aeration rate were varied from 0 litre/menit up to 1 litre/menit, c)dissolution temperatures were varied from 40 °C up to 70 °C and reaction time were from 15 minutes up to 240 minutes. From the result of experiment, it is found that the dissolution of nickel from nickel laterite calcine into the aqueous sulphuric acid solutions increased when the aeration rate were increased from 0 litre/minute to 1 litre/minute, the dissolution temperatures were increased from 40 °C to 70 °C. From the kinetics study, it is found that the dissolution of nickel from nickel laterites calcines in to the aqueous sulphuric acid solutions follows the diffusion processcontrolled with activated energy 26.73 Kj/mole.

2.

(9)

Abstrak | xix

METALURGI

(Metallurgy)

UDC (OXDCF) 548

Etty Marti Wigayati* dan Ibrahim Purawiardi (Pusat Penelitian Fisika – LIPI) Sintesis LiBOB Dan Analisis Struktur Kristalnya

Intisari

Litium Bis(Oksalato) Borat atau LiBOB merupakan garam Lithium yang saat ini mulai dikembangkan sebagai elektrolit alternatif untuk baterai Li-Ion. Elektrolit padat LiBOB dianggap lebih ramah lingkungan, LiBOB juga memiliki stabilitas panas yang cukup tinggi yakni sebesar 302 ºC.Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis LiBOB kemudian untuk mengetahui struktur kristalnyadan untuk mengetahui durasi sintering yang optimum. Sintesis LiBOB (Lithium bis oksalat borat) dilakukan melalui metoda solid state reaction. Bahan awal dicampur hingga homogen. Kalsinasi dilakukan pada temperatur 120 ºC,ditahan selama 2 jam dilanjutkan dengan sintering pada temperatur 240 ºC dengan penahanan dilakukan secara bervariasi yaitu 2 jam, 3 jam, dan 4 jam. Untuk mengetahui fasa yang terbentuk dilakukan karakterisasi dengan XRD. Dari hasil analisis XRD dapat diidentifikasi fasa yang terjadi pada waktu penahanan 2 jam masih muncul fasa dari bahan awal, LiBOB hidrat dan beberapa fasa impuritas. Pada waktu penahanan 3 jam terbentuk fasa LiBOB hidrat dan H3BO3. Pada penahanan 4 jam muncul fasa LiBOB dan LiBOB hidrat serta beberapa fasa

impuritas. Sampel dengan penahanan 4 jam merupakan sampel yang paling optimum mendekati karakteristik kristal LiBOB dan LiBOB Hidrat pada sampel LiBOB komersial. Struktur kristal LiBOB yang terbentuk

adalah orthorombik dengan nilai a, b, dan c sebesar 5.74 Å, 6,79 Å, dan 14,45 Å dengan sudut α = β = γ = 90º, grup ruang Pnma (62), serta nilai FoM 1,386. Sementara struktur kristal LiBOB Hidrat juga

orthorombik namun dengan nilai a, b, dan c sebesar 16,119 Å, 15,913 Å, dan 5,6182 Å dengan sudut α = β = γ = 90º, grup ruang Pbca (61), serta nilai FoM 0,824.

Kata kunci: Lithium bis (Oksalato) Borat, Solid state reaction, Waktu sintering, FoM, Struktur kristal Synthesis and Analysis Crystalline Structure LiBOB

Lithium Bis ( Oxalato ) Borate(LiBOB) as lithium salt that is currently being developed as an alternative electrolytes for Li - Ion battery. LiBOB electrolyte is considered more environmentally friendly, LiBOB also have a fairly high heat stability which is equal to 302 ºC.This research aims to synthesize LiBOB thento determine the crystal structure and the optimum duration of sintering.At present work, the synthesis of Lithium Bisoxalato Borate (LiBOB) was done by solid-state reaction method. The raw materials was mixed homogeneously. These samples were calcinated at 120 ºC for about 2 hours then sintered at 240 ºC with various durations (2, 3, and 4 hours). XRD characterization was done for identifying phases. From XRD interpretation, there are LiBOB Hydrate and other impurities at two-hour sintered sample. There are LiBOB Hydrate and H3BO3 at three-our sintered sample. There are LiBOB, LiBOB Hydrate, and other impurities at

four-hour sintered sample. The sample with 240 ºC/4 hour parameter is the most optimum sample based on the convergention to the LiBOB and LiBOB Hydrate phases at standard commercial LiBOB sample (Sigma Aldric). The crystal system of the LiBOB phase is orthorombic with lattice parameters a = 5.74 Å, b = 6.79 Å, c = 14.45 Å, α = β = γ = 90º, space groupPnma (62), and FoM 1.386. On the other hand, the crystal system of LiBOB Hydrate phase is also orthorombic with lattice parameters a = 16.119 Å, b = 15.913 Å, c = 5.6182 Å, α = β = γ = 90º, space group Pbca (61), and FoM 0.824.

3.

(10)

xx |

METALURGI

(Metallurgy)

UDC (OXDCF) 691.7

M. Yunan Hasbi*, Sigit Dwi Yudanto (Pusat Penelitian Metalurgi dan Material - LIPI) Preparasi, Sintesis Dan Karakterisasi Material CaMnO3

CaMnO3 merupakan senyawa oksida logam dengan potensi aplikasi yang cukup luas, salah satunya yaitu

termoelektrik. Sintesis CaMnO3 menggunakan bahan baku gugus karbonat berhasil dilakukan melalui

metode reaksi padatan. Sintesis diawali dengan pencampuran kedua bahan baku secara stoikiometri dan dilanjutkan dengan penggerusan, kalsinasi, peletisasi dan penyinteran pada variasi suhu 1100 oC, 1200 oC dan 1250 oC. Pengamatan XRD menunjukkan kecenderungan pola difraksi yang sama pada tiap temperatur serta menunjukkan terbentuknya fasa tunggal CaMnO3. Nilai parameter kisi kristal CaMnO3 hasil penghalusan

menggunakan metode Rietvield dengan sistem kristal orthorombic dan space group Pnma adalah a = ~5,26 Å; b = ~7,44 Å; dan c = ~5,27 Å. Struktur mikro fasa CaMnO3 menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu,

ukuran butir akan semakin kecil dan jarak antar butir semakin rapat. Kata Kunci: CaMnO3, Sintesis, Parameter kisi, Rietvield

Preparation, Synthesis and Characterization of CaMnO3 Material

CaMnO3 is metal oxide compound with wide potential applications i.e thermoelectric. Synthesis of CaMnO3

using carbonat groups material has been succesfully carried out through solid state reaction method. It is started by mixing of both CaCO3 and MnCo3 raw materials at a stoichimometri composition and followed by

grinding, calcinating, pelletizing and sintering at various temperatures of 1100 oC, 1200 oC and 1250 oC. X-Ray diffraction results for all specimens show similar pattern at each temperature condition, namely the formation of single phase CaMnO3. Crystal lattice from refinement with Rietviled method that has been

identified in orthorombic crystal system and Pnma space group was a = ~5,26 Å; b = ~7,44 Å; dan c = ~5,27 Å. Microstructure of CaMnO3 phase shows that increasing temperature will increase grain density and reduce

grain space.