PENGARUH WAKTU PENAHANAN AUSTEMPERING TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIS BAJA 0,25C-1,3Mn-2,14Si

WINENDRA SETYOADI R, Dr. Kusmono, S.T., M.T.

2015 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Baja tahan peluru adalah material yang paling banyak digunakan pada kendaraan militer contohnya tank. Syarat untuk menjadi baja tahan peluru adalah memiliki kekuatan, kekerasan, dan ketangguhan yang baik. Dewasa ini baja CFB dikembangkan untuk menjadi baja tahan peluru. Syarat baja untuk menjadi baja CFB adalah dengan penambahan unsur Si atau Al sebanyak 1,5wt%. Selain itu dilakukan perlakuan panas berupa austempering. Perlakuan panas austempering untuk mendapatkan struktur bainit tanpa karbida dipengaruhi oleh 2 faktor yaitu suhu dan waktu penahanan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu penahan austempering terhadap struktur mikro dan sifat mekanis baja 0,25C-1,3Mn-2,14Si. Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah baja hasil coran (ingot) paduan rendah dengan komposisi kimia 0,25%C; 1,35%Mn; 2,14%Si; 0,19%Cr; 0,005%Ni; 0,33%Mo; 0,02%P; 0,01%S; 0,11%V; 0,05%Ti; dan sisanya Fe. Proses austempering dengan cara memanaskan baja pada suhu 900°C selama 20 menit. Selanjutnya baja dicelup ke dalam larutan garam (KNO3 (80%) dan NaNO3 (20%)) pada suhu 350°C. Variasi waktu penahanan austempering selama 15 menit, 30 menit, 60 menit, dan 90 menit. Pengujian yang dilakukan untuk mengamati pengaruh waktu penahanan austempering meliputi pengamatan struktur mikro, analisis XRD, pengujian kekerasan vickers, pengujian tarik, pengujian impact dan pengujian ketangguhan terhadap retak (K1C). Pengujian dilakukan pada material yang telah diberi perlakuan panas austempering dan pada kondisi as cast. Hasil dari penelitian ini didapatkan bahwa proses austempering mengubah struktur mikro dari perlit dan ferrit menjadi bainit dan austenit sisa. Sedangkan waktu penahanan austempering mempengaruhi ukuran bainit pada baja tersebut. Semakin tinggi waktu penahanan, ukuran butir bainit akan semakin besar dan kasar. Semakin tinggi waktu penahanan austempering juga menyebabkan ketangguhan impact naik, akan tetapi kekerasan dan kekuatan tariknya menurun. Waktu penahanan yang optimal adalah 30 menit dengan nilai kekerasan sebesar 254,89 kg/mm2, kekuatan tarik sebesar 1025,80 MPa, kekuatan impact sebesar 64,94 kJ/m2,dan ketangguhan terhadap retak (K1C) sebesar 68.73MPam½.

Armor grade steel most widely used on military vehicles for example tank. Requirements for bullet-proof steel is to have good strength, hardness and toughness combination. Today, CFB steel developed for bullet-proof steel. To became CFB steel, 1,5wt% Si or Al was added to the steel. Futhermore the austempering process were conducted. The austempering process to obtain bainite structure without carbide were influenced by two factors: temperature and holding time. This study aims to determine the influence of holding time in austempering process to the microstructure and mechanical properties of 0,25C - 1,3Mn - 2,14Si steel. The materials that used in this study was casted low alloy steel (ingot) with the chemical composition of 0.25% C; 1.35% Mn; 2.14% Mn; 0.19% Cr; 0.005% Ni; 0.33% Mo; 0.02% P; 0.01% S; 0.11% V; 0.05% Ti; and the rest is Fe. Austempering process was conducted by heating the steel to a temperature of 900° C for 20 minutes. Furthermore, the steel quenched in a solution of salt (KNO3 (80%) and NaNO3 (20%)) at 350° C. The holding time variation in austempering process is 15, 30, 60, and 90 minutes. Tests were conducted to observe the effect of holding time in austempering process includes microstructure observation, XRD analysis, vickers hardness test, tensile test, impact test, and fracture toughness (K1C) test. Tests was carried on material that has been heat-treated and in as cast condition. The results from this study showed that the austempering process changed the microstructure from pearlite and ferrite to bainite and retained austenite. While the holding time in austempering process affecting the size of the bainite. For longer holding time, the bainite size is getting large and coarser. Longer holding time in austempering process also caused impact strength rise, but the hardness and tensile strength decreased. The optimum holding time is 30 minutes with a hardness value of 254.89 kg / mm2, tensile strength value of 1025.80 MPa, impact toughness value of 64.94 kJ/m2, and fracture toughness (K1C) value of 68.73MPam½.

Kata Kunci : austempering, baja paduan rendah, waktu penahanan, struktur mikro, sifat mekanis