Studi korosi dan sifat mekanis pada pengelasan Dissimilar Metals :: Baja tahan karat (AISI 304) dan baja karbon rendah (St 42) dengan variasi Post Weld Heat Treatment

NUGROHO, Muhammad Wahyu, Ir. M. Waziz Wildan, MSc.,Ph.D

2007 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Pada pengelasan dissimilar metals antara baja tahan karat dan baja karbon rendah, logam las dan logam induk mengalami siklus thermal yang menyebabkan terjadinya tegangan sisa. Tegangan sisa dapat menyebabkan penggetasan, menurunnya kekuatan las dan ketahanan korosi. Salah satu metode yang digunakan untuk mengurangi tegangan sisa adalah dengan post weld heat treatment (PWHT). Perlakuan panas yang diterapkan pada penelitian ini adalah stress releaving pada spesimen dengan variasi suhu 600oC dan 700oC dengan waktu tahan selama 1 jam kemudian didinginkan secara perlahan di dalam tungku. Pengujian yang dilakukan adalah uji tarik, uji ketangguhan impact, uji kekerasan Vickers, pengamatan struktur mikro, dan uji korosi dengan metode polarisasi dan metode pengurangan berat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terjadi penurunan kekuatan tarik akibat dari PWHT yang semakin tinggi. Pada temperatur kamar, terjadi peningkatan ketangguhan HAZ St 42 akibat dari peningkatan suhu PWHT yang ditandai dengan penghalusan pada butir-butir kristal. Pada kondisi tersebut, terbentuk endapan pada batas logam las dan HAZ St 42. Hasil analisis SEM dan EDX menunjukkan bahwa endapan yang terbentuk diidentifikasi sebagai carbon enriched zone akibat dari migrasi karbon. PWHT juga menurunkan nilai kekerasan, kecuali logam induk AISI 304 yang mempunyai kekerasan semakin tinggi pada PWHT 600oC. Pada pengujian korosi metode polarisasi, PWHT 600oC menyebabkan peningkatan laju korosi yang disebabkan oleh korosi batas butir dan korosi galvanik, dan PWHT 700oC menyebabkan penurunan laju korosi. Pada pengujian korosi metode pengurangan berat terjadi penurunan laju korosi dengan bertambahnya suhu PWHT, hal ini terutama disebabkan adanya pengurangan peretakan korosi tegangan. Pada kedua pengujian korosi, ketahanan korosi yang lebih baik didapatkan pada spesimen dengan suhu PWHT 700oC.

Dissimilar metals welding between stainless steel and low carbon steel may cause residual stress at both weld metal and base metal. Residual stress tends to make embrittlement, decreasing toughness and corrosion resistance. One methode that can be used to decrease residual stress is post weld heat treatment (PWHT). The heat treatment used was stress relieving at 600oC and 700oC for 1 hour holding time, and then the specimen was cooled to room temperature in the furnace. Tests applied to the specimen including tensile test, Charpy impact toughness, Vickers hardness, corrosion rate measurement and microstructure observation. Two methods were used to measured the corrosion rate i.e polarization method and weight loss method. The results show that the tensile strength decreases with increasing temperature of PWHT. Impact toughness of specimen with a-notch at HAZ St 42 at room temperature increases with increasing temperature of PWHT. However, as the temperature of PWHT increases the Vickers Hardness Number decreases, except the base metal of AISI 304 at 600 oC PWHT. Microstructures observation using optical microscope and SEM indicate that the grain size becomes finer as the temperature of PWHT increases. SEM and EDX also show that carbon enriched zone deposition occurs at the interface between weld metal and HAZ St 42 due to carbon migration. Corrosion rate measurement using polarization method indicates that the corrosion rate will become more intense at PWHT 600oC compared to that of without PWHT. This may be caused by grain boundary corrosion and galvanic corrosion. However, at PWHT 700oC the corrosion rate decreases. Corrosion rate measurement using weight loss method also shows that the corrosion rate decreases with increasing PWHT temperatures.

Kata Kunci : Pengelasan Dissimilar Metals,Korosi,Tegangan Sisa,PWHT, Dissimilar metals welding, residual stress, corrosion, PWHT