Pengaruh Variasi Waktu Annealing Terhadap Struktur Mikro dan Sifat Mekanik Baja Paduan Fe-Mn-Al-C

  • Didit Setyo Pamuji Teknik Mesin Institut Teknologi Nasional Yogyakarta
  • Sutrisna
  • Yohanes Agus Jayatun
Kata Kunci: Fe-Mn-Al-C, Annealing, Tensile Strength, Vickers Hardness, Micro Structure

Abstrak

Baja paduan Fe-Mn-Al-C merupakan paduan baru kandidat baja tahan karat austenitik, dimana unsur Al dan Mn menggantikan unsur Cr dan Ni. Setelah dilakukan pengecoran baja paduan Fe-14,8Mn-11,9Al-0,7C ternyata memiliki kekerasan hingga 42 HRC dan susah untuk di machining. Penelitian ini secara spesifik bertujuan untuk menginvestigasi lebih lanjut pengaruh proses spheroidizing annealing pada baja paduan Fe-14,8Mn-11,9Al-0,7C dengan memvariasikan waktu anil untuk meningkatkan kekuatan tarik, stabilitas struktur mikro, dan menurunkan nilai kekerasan. Lembaran ingot dibentuk menjadi beberapa spesimen kemudian dianil pada suhu 1100℃ dengan variasi waktu 45, 60, dan 90 menit. Spesimen dilakukan uji komposisi kimia, analisis struktur mikro, dan sifat mekanik. Pada struktur mikro raw material didapatkan fasa ferit dan austenite, berdasarkan hasil foto struktur mikro pada variasi waktu tidak ditemukan fasa baru dan tidak ada perbedaan yang signifikan, terlihat struktur ferit menjadi lebih besar/semakin memanjang dan struktur austenite yang mengecil. Hasil pengujian kekerasan menggunakan metode Vickers tertinggi di raw material sebesar 463,6 kg/mm² setelah dilakukan proses anil nilai kekerasan menurun namun tidak signifikan, dikarenakan setelah peroses anil diperoleh struktur ferit yang terlihat lebih besar. Hasil pengujian kekuatan Tarik dari raw material sebesar 343,58 MPa dan didapat tegangan tertinggi di variasi waktu 45 menit sebesar 422,18 Mpa, atau meninggakat sebesar 22,8%.

Referensi

[1] Kim, H., Suh, D. W. and Kim, N. J. (2013) ‘Fe-Al-Mn-C lightweight structural alloys: A review on the microstructures and mechanical properties’, Science and Technology of Advanced Materials, 14(1). doi: 10.1088/1468-6996/14/1/014205.
[2] Raabe, D. et al. (2014) ‘Alloy Design, Combinatorial Synthesis, and Microstructure–Property Relations for Low-Density Fe-Mn-Al-C Austenitic Steels’, Jom, 66(9), pp. 1845–1856. doi: 10.1007/s11837-014-1032-x.
[3] Hwang, S. W. et al. (2011) ‘Tensile deformation of a duplex Fe-20Mn-9Al-0.6C steel having the reduced specific weight’, Materials Science and Engineering A. Elsevier B.V., 528(15), pp. 5196–5203. doi: 10.1016/j.msea.2011.03.045.
[4] Kalashnikov, I. S. et al. (2000) ‘Behavior of Fe-Mn-Al-C steels during cyclic tests’, Journal of Materials Engineering and Performance, 9(3), pp. 334–337. doi: 10.1361/105994900770346015.
[5] Chen, S. et al. (2017) ‘Current state of Fe-Mn-Al-C low density steels’, Progress in Materials Science. Elsevier Ltd, 89, pp. 345–391. doi: 10.1016/j.pmatsci.2017.05.002.
[6] Rana, R. (2014) ‘Low-Density Steels’, Jom, 66(9), pp. 1730–1733. doi: 10.1007/s11837-014-1137-2.
[7] Kartikasari, R. (2015) ‘Effect of mangan content on mechanical properties and corrosion behavior of as cast Fe-7.5Al-0.6C alloy’, International Journal of Applied Engineering Research, 10(13), pp. 32884–32887. doi: 10.37622/ijaer/10.13.2015.32884-32887.
[8] Chen, S. et al. (2017) ‘Current state of Fe-Mn-Al-C low density steels’, Progress in Materials Science. Elsevier Ltd, 89, pp. 345–391. doi: 10.1016/j.pmatsci.2017.05.002.
[9] Rabinkin, A. (2011). The pure manganese end member of this Fe-Mn phase diagram shows the higher temperature Mn phases. The image appears on a website entitled, "Iron-Manganese (Fe-Mn) Phase Diagram" at url=http://www.calphad.com/iron-manganese.html.
[10] Maulana, Andi., Kartikasari, R., & Setyo Pamuji, Didit. (2022). Pengaruh waktu proses Deep Cryogenic Treatment – Temper terhadap struktur mikro, kekerasan, dan kekuatan paduan Fe-14Al-21,3Mn
[11] Y. T. Zhang, X. Y. Li, D. Z. Li, et al. (2008). PHASE DIAGRAM CALCULATION AND EXPERIMENT FOR FEMN-AL SYSTEM AT DIFFERENT TEMPERATURE. China
[12] Maitano, A. F. D., Kartikasari, R., & Muhfidin, R. (2022). Pengaruh Waktu Proses Deep Cryogenic Treatment Terhadap Struktur Mikro, Kekerasan, dan Keausan Paduan Fe-Al-Mn-Mo. ReTII, 56-61.
Diterbitkan
2023-11-11