Pengaruh Perlakuan Panas ( Quench-Temper ) Pada Pengelasan Baja Tahan Karat Stavax Esr Dengan Elektroda E 308

Yoyo Wibisono, Prof. M. Noer Ilman, ST., M.Sc., Ph.D.

2007 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Metode untuk menyambung suatu logam sudah dikenal sejak dahulu, sampai kini penggunaan teknologi las saat ini sangat luas dan terus berkembang sesuai pertumbuhan industri di seluruh dunia. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa pengaruh perlakuan panas (quench-temper) terhadap kekuatan tarik, kekuatan impak, kekerasan, dan struktur material baik mikro maupun makro dari pengelasan material stainless steel STAVAK ESR dengan elektroda E 308. Baja tahan karat stavak ESR termasuk dalam baja perkakas, dengan komposisi paduan 0,38% C; 13,6% Cr; 0,3% V; 0,5% Mn; dan 0,8% Si. Baja tahan karat ini memiliki keunggulan dalam hal tahan korosi, mudah dipoles, baik untuk proses permesinan, tahan gesekan, dan memiliki kestabilan pada proses hardening sehingga dapat digunakan untuk cetakan plastik (plastics mould). Elektroda 308 memiliki komposisi 0,08% C; 19,5% Cr; 10,5% Ni; 2,5% Mn; dan 0,9% Si. Jenis pengelasan yang digunakan adalah Shielded Metal Arc Welding (SMAW) atau las busur listrik elektroda terbungkus. Jenis sambungan yang digunakan adalah sambungan alur V ganda. Variasi dalam penelitian yang dilakukan adalah variasi raw material, quench tanpa temper, quench-temper 2000C, quench-temper 3000C, quench-temper 5000C, dan quench-temper 6000C. Sebelum benda uji di-quench, benda uji dipanaskan selama 30 menit pada suhu austenit yaitu pada suhu 1030 derajat Celcius namun sebelumnya benda uji terlebih dahulu dipanaskan selama 1 jam pada suhu 700 derajat Celcius sebagai pemanasan awal (preheated). Quench dilakukan pada udara bebas, setelah itu masing-masing benda uji di-temper dengan suhu sesuai variasi pada penelitian. Hasil pengujian kekerasan menunjukkan pada daerah logam las tidak terjadi perbedaan kekerasan yang besar. Hal tersebut disebabkan karena elektroda yang digunakan adalah E 308 yang termasuk tipe baja tahan karat austenitic yang nontreatmentable. Pada daerah HAZ kekerasan tertinggi terdapat pada variasi quench tanpa temper dengan nilai kekerasan rata-rata 675 Kg/mm2 dan kekerasan terendah pada variasi quench-temper 6000C dengan nilai kekerasan rata-rata 339 Kg/mm2 . Pada daerah logam induk kekerasan tertinggi didapat pada variasi quench tanpa temper dengan nilai kekerasan rata-rata 655 Kg/mm2 dan kekerasan terendah pada variasi raw material dengan nilai kekerasan rata-rata 209 Kg/mm2. Pada hasil pengujian tarik didapat nilai kekuatan tarik yang tidak jauh berbeda pada semua variasi hal ini karena terjadi patah pada daerah logam las yang merupakan logam nontreatmentable. Nilai kekuatan tarik rata-rata dari pengujian ini adalah 61 Kg/mm2 . Pada pengujian impak didapat nilai impak tertinggi pada variasi raw material dengan nilai impak 53 J/mm2 sedangkan nilai impak terendah didapat pada variasi quench tanpa temper dengan nilai impak 11 J/mm2 . Dari foto struktur mikro menunjukkan pada logam las tidak terjadi perubahan struktur sedangkan pada daerah HAZ dan logam induk terjadi perubahan struktur yaitu terbentuk struktur martensit yang keras dan getas.

Methods for joining metals have been known since ancient times. Today, the use of welding technology is widespread and continues to develop in line with industrial growth worldwide. This study aims to analyze the effect of heat treatment (quench-tempering) on ??tensile strength, impact strength, hardness, and micro- and macrostructure of STAVAK ESR stainless steel welded with E 308 electrodes. Stavak ESR stainless steel is a tool steel, with an alloy composition of 0.38% C; 13.6% Cr; 0.3% V; 0.5% Mn; and 0.8% Si. This stainless steel has advantages in corrosion resistance, polishability, good machinability, friction resistance, and hardening stability, making it suitable for use in plastic molds. The 308 electrode has a composition of 0.08% C; 19.5% Cr; 10.5% Ni; 2.5% Mn; and 0.9% Si. The welding method used was Shielded Metal Arc Welding (SMAW) or covered electrode arc welding. The joint type used was a double V-groove joint. The variations in the research included raw material variations, quench without tempering, quench-tempering at 2000°C, quench-tempering at 3000°C, quench-tempering at 5000°C, and quench-tempering at 6000°C. Before quenching, the test specimens were heated for 30 minutes at the austenite temperature of 10300°C, but were first preheated for 1 hour at 7000°C. Quenching was performed in open air, after which each specimen was tempered at the temperature specified in the research. The hardness test results showed no significant difference in hardness in the weld metal area. This was due to the electrode used being E 308, a non-treatmentable austenitic stainless steel. In the HAZ, the highest hardness was found in the quench-without-temper variation, with an average hardness of 675 kg/mm2, and the lowest in the quench-temper 600°C variation, with an average hardness of 339 kg/mm2. In the base metal area, the highest hardness was found in the quench-without-temper variation, with an average hardness of 655 kg/mm2, and the lowest in the raw material variation, with an average hardness of 209 kg/mm2. The tensile test results showed similar tensile strength values ??across all variations, as fracture occurred in the weld metal, which is non-treatmentable. The average tensile strength value from this test was 61 kg/mm2. Impact testing yielded the highest impact value for the raw material variation, with an impact value of 53 J/mm2, while the lowest impact value was obtained for the quenched, untempered variation, with an impact value of 11 J/mm2. Microstructure photographs show no structural changes in the weld metal, while structural changes occurred in the HAZ and base metal, resulting in the formation of a hard and brittle martensite structure.

Kata Kunci : Quench, temper, hardening, elektroda, SMAW, preheated