Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Banyak penelitian yang telah dilakukan dalam menemukan model yang sesuai bagi pengontrolan dan prediksi dari evolusi mikrostruktur yang terkait dengan sifat mekanik dari baja karbon, diantaranya dengan memprediksi keadaan mikrostruktur selama proses anil, deformasi, dan setelah deformasi. Pada penelitian-penelitian tersebut pengujian yang dilakukan umumnya menggunakan deformasi dengan menggunakan metode kompresi, torsi, dan bending. Oleh sebab itu, pengujian dengan deformasi menggunakan metode tarik menjadi suatu tantangan yang menarik disebabkan gaya yang bekerja pada mesin uji tarik konvensional adalah uni aksial, berbeda dengan metode kompresi, torsi dan bending. Untuk memperoleh analisa deformasi regangan bidang seperti pada metode kompresi, torsi dan bending, maka pada proses uji tarik dilakukan dengan memodifikasi bentuk spesimen agar memenuhi persyaratan uji tarik regangan bidang, melalui pengamatan visual. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh model kinetika pertumbuhan butir ferit pada pengerjaan panas baja karbon dengan menggunakan mesin uji tarik. Awalnya material dipanaskan sampai temperatur 900oC, kemudian dideformasi masing-masing pada temperatur 750oC, 800oC dan 850oC, dengan laju regangan 0,1 per detik. Setelah dideformasi dilakukan pendinginan udara. Hasil tarik panas tersebut memperlihatkan kecenderungan pertumbuhan butir yang sama dengan model empiris dan mampu menghasilkan ultra fine ferrite grain dan butir nano. Adapun model kinetika pertumbuhan butir ferit yang diperoleh dari pemodelan variabel proses uji tarik panas sudah sesuai dengan hasil pengamatan dengan tingkat kesalahan sepuluh persen dan berada dibawah model prediksi lainnya. Adapun model persamaan empiris besar butir ferit yang diperoleh dalam penelitian ini adalah Agar lebih sempurnanya model tersebut, maka perlu dilakukan validasi dengan menggunakan canai panas dengan kondisi dan parameter yang sama dengan uji tarik. Dari hasil validasi dapat diamati bahwa model uji tarik panas tersebut menghasilkan besar butir dan kecenderungan yang berbeda dengan hasil canai panas. Namun besar butir ferit dan kecenderungan dari hasil canai panas tersebut dapat didekati dengan menggunakan uji tarik panas regangan bidang melalui formula. Dengan adanya formula ini, maka diharapkan evolusi mikrostruktur selama proses canai panas dapat diamati di laboratorium yang hanya memiliki mesin uji tarik. ......Many researchs has been done in finding a suitable model for the control and prediction of microstructural evolution associated with the mechanical properties of carbon steel, such as by predicting the state of microstructure during the annealing process, deformation, and after deformation. In these studies generally use the tests performed using the method of compression deformation, torsion, and bending. Therefore, testing deformation using the tensile method to be an interesting challenge due to the force acting on a conventional machine is the uniaxial tensile test, in contrast to the method of compression, torsion and bending. To obtain the plane strain deformation analysis such as happen on compression, torsion and bending, could be done by modifying the tensile test specimens in order to meet the requirements of plane strain tension, through visual observation. This study aims to obtain a model of ferrite grain growth kinetics in the hot working of carbon steel by using a tensile testing machine. Initially the material was reheating to a temperature of 900oC, respectively and then deformed at temperatures 750oC, 800oC and 850oC, with strain rate 0.1/s. Cooling air was done after deformed. Hot tensile results showed the same grain growth tendency with the empirical model and capable to producing ultra-fine ferrite grains and nano grain. The ferrite grain growth kinetics model obtained from the modeling of the hot tensile test variables are in accordance with the results of observations with a standard error of ten per cent and under the other prediction models. The empirical equation model of the ferrite grains obtained in this study is To be more perfect model, it is necessary to validate the use of hot rolled to the conditions and parameters of the tensile test. From the results of validation, it can be observed that the hot tensile model results the different grain size and tendency from the results of hot rolled. However, the ferrite grain size and the tendency of hot rolled result can be approximated by using the plane strain hot tensile test through the formula. Given this formula, it is expected that the evolution of microstructure during hot rolled process can be observed in the laboratory which only has a tensile test machine.

Abstrak :
Bucket tooth pada alat berat excavator menggunakan baja High Strength Low Alloy sebagai material didasari oleh sifat-sifatnya. Perlakuan panas yang dilakukan pada baja HSLA adalah normalisasi, tempering, austenisasi, dan quenching, serta double tempering. Penemuan Delay Crack pada produk bucket tooth yang disebabkan oleh adanya austenit sisa pada komponen bucket tooth, austenite ini menimbulkan tegangan sisa di dalam produk. Meminimalisir jumlah austenite sisa serta keseragaman mikrostruktur adalah langkah yang tepat untuk mencegah Delay Crack. Penelitian ini berfokus pada kualifikasi kecepatan pendinginan media pendingin berupa air, air hangat, dan oli dan meneliti pengaruhnya terhadap struktur mikro dan kekerasan baja HSLA. Kecepatan pendinginan rata-rata yang paling tinggi secara berurutan adalah air, oli, dan air hangat, senilai 111,28 oC/s, 51.30 oC/s, 56.75 oC/s. Perbedaan kecepatan pendinginan akan menghasilkan struktur mikro baja HSLA yang berbeda. Fasa martensite terbentuk paling dominan pada setiap jenis media pendingin dengan sedikit austenite sisa yang kadarnya meningkat seiring dengan meningkatnya kecepatan pendinginan yaitu 0.8%, 2,4%, 3% . Kekerasan mikro menemukan fraksi area transformation zone keras akibat dikelilingi oleh martensite pada setiap baja, fasa lower bainite pada baja media pendingin air hangat, serta karbida pada baja media pendingin Air suhu kamar. Nilai kekerasan makro untuk tiap sampel meningkat seiring meningkatnya kecepatan pendinginan, yaitu secara berturut turut menjadi 49.1 HRC, 47.1 HRC, dan 44.3 HRC. Sehingga meningkatnya kecepatan pendinginan menyebabkan peningkatan kekerasan dan kadar austenite sisa. Beberapa temuan lainnya seperti dekarburisasi pada permukaan baja di analisis untuk mengetahui penyebab delay crack terjadi.

---

Excavator’s bucket tooth using High Strength Low Alloy Steel based material because of it’s properties. The heat treatment performed on HSLA steel is normalization, tempering, austenisation, and quenching, and the last double tempering. Delay Crack was discovered on bucket tooth products caused by the presence of retained austenite in the bucket tooth component, this austenite raises residual stresses in the product. Minimizing the amount of retained austenite and gaining microstructural uniformity is the right step to prevent Delay Crack. This research focuses on qualifying the cooling rate of quenching media in the form of water, hot water, and oil then examines their effects on the microstructure and hardness of HSLA steels. The highest average cooling speed, respectively, is water, oil and warm water, valued at 111.28 oC / s, 51.30 oC / s, 56.75 oC / s. The difference in cooling speed will produce a different HSLA steel microstructure. Martensite phase is formed dominantly in every quenching media variables with a little content of retained austenite whose levels increase with increasing cooling rate by 0.8%, 2.4%, 3%. Microhardness Testing found a hard zone named transformation zone fraction due to being surrounded by martensite in each variables, lower bainite phase in hot water variable, and carbide in water variable. The value of macro hardness for each sample increased with increasing cooling rate, which became 49.1 HRC, 47.1 HRC, and 44.3 HRC respectively. So that the increase in cooling rate causes an increase in hardness and residual austenite levels. Several other findings such as decarburization on the steel surface are analyzed to determine the cause of the delay crack.

Abstrak :
Pada pengelasan baja, fenomena cold cracking atau retak dingin merupakan problem yang sangat signifikan. Fenomena ini sering terjadi setelah proses pengelasan selesai. Retak ini bisa terjadi pada daerah heat affected zone (HAZ) maupun pada logam las. Secara umum, cold cracking dapat diketahui dan dinyatakan sebagai hadirnya hidrogen dan tegangan pada struktur mikro yang sensitif terhadap retak pada kondisi temperatur di bawah 150oC. Proses pengelasan pelat tebal baja paduan rendah kekuatan tinggi (high strength steel) dalam pembuatan komponen memiliki resiko yang cukup tinggi terhadap terjadinya fenomena cold cracking. Hal ini disebabkan adanya dua parameter yang saling mendukung yaitu pelat tebal dan baja paduan rendah untuk kemungkinan terbentuknya struktur mikro yang sensitif terhadap retak. Baja paduan rendah kekuatan tinggi memiliki sensitivitas terhadap retak relatif tinggi karena memiliki nilai karbon ekuivalen (CE) yang tinggi. Sedangkan pelat tebal, laju pendinginan pengelasan menjadi lebih cepat karena daya serap panas lebih besar jika dibanding dengan pelat tipis. Pengontrolan laju pendinginan menjadi faktor utama pada proses pengelasan pelat tebal baja paduan rendah kekuatan tinggi untuk mendapatkan hasil lasan yang bebas dari cold cracking. Dalam penelitian ini dilakukan pengontrolan laju pendinginan pada proses pengelasan baja HSLA dengan tebal 40mm dengan menggunakan media pendinginan udara, blanket dan heater electric. Proses pengelasan yang digunakan Gas Metal Arc Welding (GMAW) dengan parameter pengelasan mengikuti parameter yang tercantum pada standar. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa cold cracking dapat dihindari dengan mengontrol waktu pendinginan pada temperatur rendah (T300- T100) agar lebih besar dari waktu pendinginan kritisnya. Penggunaan media pendinginan berupa electric heater dapat mencegah terjadinya cold cracking pada daerah HAZ lasan HSLA. Retak dapat terjadi karena adanya konsentrasi tegangan, variasi lokal kekerasan dan struktur mikro serta adanya patahan getas pada permukaan retak.

---

Cold cracking phenomenon is a very significant problem on steel weld. This phenomenon usually occurs after welding process finished. Crack often occurr on heat affected zone area. Generally, cold cracking is caused due to hydrogen diffuse during welding process and stress on micro structure which is susceptible to the crack at low temperature (under 150oC). Welding process on thick plate high strength low alloy steel has high risk to cold craacking phenomenon. The cooling rate of thick plate during welding will increase the absorbtion of heat compare to thin plate. On the other hand, high strength low alloy steel is susceptible to the crack due to high carbon equivalent (CE). Controlling cooling rate is the main factor on thick plate HSLA welding process in order to prevent cold cracking phenomenon. This research will be done by controllong cooling rate on welding process of HSLA steel which have thickness of 40mm and using cooling media such as air, blancket and electric heater. Welding process is carried out by using Gas Metal Arc Welding (GMAW) with welding parameter as stated on the WPS. The result showed that prevention of cold cracking can be done by controlling cooling time at low temperature (T300 - T100) in order to keep cooling time larger than critical cooling time. The use of cooling media with electric heater can prevent the cold cracking at the HAZ of HSLA weldment. Crack can be found on the weldment due to the present of stress concentration, local variation of hardness and micro structure and present of brittle fracture on the crack surface.

Abstrak :
ABSTRAK
Pada pengelasan baja, fenomena cold cracking atau retak dingin merupakan problem yang sangat signifikan. Fenomena ini sering terjadi setelah proses pengelasan selesai. Retak ini bisa terjadi pada daerah heat affected zone (HAZ) maupun pada logam las. Secara umum, cold cracking dapat diketahui dan dinyatakan sebagai hadirnya hidrogen dan tegangan pada struktur mikro yang sensitif terhadap retak pada kondisi temperatur di bawah 150oC. Proses pengelasan pelat tebal baja paduan rendah kekuatan tinggi (high strength steel) dalam pembuatan komponen memiliki resiko yang cukup tinggi terhadap terjadinya fenomena cold cracking. Hal ini disebabkan adanya dua parameter yang saling mendukung yaitu pelat tebal dan baja paduan rendah untuk kemungkinan terbentuknya struktur mikro yang sensitif terhadap retak. Baja paduan rendah kekuatan tinggi memiliki sensitivitas terhadap retak relatif tinggi karena memiliki nilai karbon ekuivalen (CE) yang tinggi. Sedangkan pelat tebal, laju pendinginan pengelasan menjadi lebih cepat karena daya serap panas lebih besar jika dibanding dengan pelat tipis. Pengontrolan laju pendinginan menjadi faktor utama pada proses pengelasan pelat tebal baja paduan rendah kekuatan tinggi untuk mendapatkan hasil lasan yang bebas dari cold cracking. Dalam penelitian ini dilakukan pengontrolan laju pendinginan pada proses pengelasan baja HSLA dengan tebal 40mm dengan menggunakan media pendinginan udara, blanket dan heater electric. Proses pengelasan yang digunakan Gas Metal Arc Welding (GMAW) dengan parameter pengelasan mengikuti parameter yang tercantum pada standar. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa cold cracking dapat dihindari dengan mengontrol waktu pendinginan pada temperatur rendah (T300- T100) agar lebih besar dari waktu pendinginan kritisnya. Penggunaan media pendinginan berupa electric heater dapat mencegah terjadinya cold cracking pada daerah HAZ lasan HSLA. Retak dapat terjadi karena adanya konsentrasi tegangan, variasi lokal kekerasan dan struktur mikro serta adanya patahan getas pada permukaan retak.

---

ABSTRACT
Cold cracking phenomenon is a very significant problem on steel weld. This phenomenon usually occurs after welding process finished. Crack often occurr on heat affected zone area. Generally, cold cracking is caused due to hydrogen diffuse during welding process and stress on micro structure which is susceptible to the crack at low temperature (under 150oC). Welding process on thick plate high strength low alloy steel has high risk to cold craacking phenomenon. The cooling rate of thick plate during welding will increase the absorbtion of heat compare to thin plate. On the other hand, high strength low alloy steel is susceptible to the crack due to high carbon equivalent (CE). Controlling cooling rate is the main factor on thick plate HSLA welding process in order to prevent cold cracking phenomenon. This research will be done by controllong cooling rate on welding process of HSLA steel which have thickness of 40mm and using cooling media such as air, blancket and electric heater. Welding process is carried out by using Gas Metal Arc Welding (GMAW) with welding parameter as stated on the WPS. The result showed that prevention of cold cracking can be done by controlling cooling time at low temperature (T300 - T100) in order to keep cooling time larger than critical cooling time. The use of cooling media with electric heater can prevent the cold cracking at the HAZ of HSLA weldment. Crack can be found on the weldment due to the present of stress concentration, local variation of hardness and micro structure and present of brittle fracture on the crack surface.

Abstrak :
Penggunaan baja High Strength Low Alloy telah menjadi hal yang umum di kalangan industri khususnya produsen alat berat. Baja HSLA ini digunakan sebagai material bucket tooth yang merupakan salah satu komponen pada excavator. Proses pembuatan bucket tooth melalui beberapa tahapan proses perlakuan panas mulai dari hasil pengecoran, yaitu normalisasi, pre-tempering, austenisasi, quenching, dan double tempering. Proses perlakuan panas tersebut masih menunjukkan adanya austenit sisa yang cukup untuk menyebabkan terjadinya fenomena delay crack akibat austenit sisa yang bertransformasi dan menimbulkan tegangan pada bucket tooth. Penelitian ini akan berfokus pada penurunan angka austenit sisa dengan salah satu metode pendinginan yaitu subzero treatment dan melihat pengaruhnya terhadap struktur mikro serta sifat mekanis pada baja HSLA. Perlakuan subzero dilakukan setelah proses quenching. Perlakuan subzero dilakukan dengan mendinginkan baja hingga temperatur -176oC, setelahnya akan dilanjutkan proses perlakuan panas yaitu double tempering. Penelitian ini akan membandingkan hasil perlakuan as-quenched dengan as-subzero dan as-QTT dengan as-QSTT sehingga akan didapatkan perbedaan struktur mikro serta sifat mekanis dari perlakuan panas konvensional dengan perlakuan subzero. Hasil penelitian ini mendapatkan penurunan jumlah austenite sisa 6,8% menjadi 3,9% pada as-quenched dengan as-subzero dan 2,7% menjadi 1,2% pada as-QTT dengan as-QSTT. Selain itu terjadi peningkatan sifat mekanis yaitu kekerasan dari 48,22 HRC atau 480 HV menjadi 48,8 HRC atau 490 HV pada produk jadi atau setelah as-QTT dan as-QSTT. Sehingga, penurunan jumlah austenite sisa dan peningkatan sifat mekanis yaitu kekerasan dapat dilakukan dengan perlakuan subzero.

---

The use of High Strength Low Alloy steel has become common in the industry, especially heavy equipment manufacturers. HSLA steel is used as a bucket tooth material which is one of the components in an excavator. The process of making bucket tooth goes through several stages of the heat treatment process starting from the casting results, in order normalization, pre-tempering, austenization, quenching, and double tempering. The heat treatment process still shows the presence of retained austenite which is enough to cause the phenomenon of delay crack due to retained austenite that is transformed and causes stress to the bucket tooth. This research will focus on decreasing the amount of retained austenite by one of the cooling methods namely subzero treatment and seeing its effect on the microstructure and mechanical properties of HSLA steel. Subzero treatment is carried out after the quenching process. Subzero treatment is done by cooling the steel to a temperature of -176oC, after which the heat treatment process will be continued, which is double tempering. This study will compare the results of as-quenched treatment with as-subzero and as-QTT with as-QSTT so that microstructure and mechanical properties of conventional heat treatment with subzero treatment will be obtained. The results of this study show a decrease in the amount of retained austenite from 6,8% to 3,9% in as-quenched with as-subzero, and 2,7% to 1,2% in as-QTT with as-QSTT. Also, there was an increase in mechanical properties which is hardness from 48,22 HRC or 480 HV to 48,8 HRC or 490 HV in the finished product or after as-QTT and as-QSTT. Thus, decreasing the amount of retained austenite and increasing mechanical properties which is hardness can be done by the subzero treatment.

Abstrak :
Baja High Strength Low Alloy digunakan sebagai material bucket tooth pada excavator. Perlakuan panas dilakukan pada baja HSLA mulai dari hasil pengecoran, yaitu normalisasi, pre-tempering, austenisasi, dan double quenching. Penelitian sebelumnya menemukan adanya austenit sisa pada komponen bucket tooth yang menyebabkan delay crack akibat austenit sisa yang bertransformasi dan menimbulkan tegangan sisa. Struktur mikro yang seragam diperlukan agar material lebih responsif terhadap perlakuan panas selanjutnya. Penelitian ini berfokus pada optimalisasi temperatur normalisasi sebelum pengerasan dan meneliti pengaruhnya terhadap struktur mikro dan sifat mekanis baja HSLA, yaitu normalisasi pada temperatur 910oC, 940oC, 970oC, dan 1000oC. Struktur mikro baja HSLA hasil cor terdiri dari matriks granular bainit yang dendritik dan adanya area transformation zone yang memiliki kekerasan mikro lebih tinggi dibanding matriks. Ketika dinormalisasi pada berbagai temperatur, dihasilkan matriks carbide free upper bainit dengan pola yang masih dendritik dan masih terdapat transformation zone (lower bainite dan martensite dan/atau retained austenite). Namun, normalisasi 1000oC, struktur dendritik tidak ditemukan pada permukaan sampel. Penggunaan etsa Vilella’s reagent, ditemukan pada sampel hasil cor memiliki ukuran butir yang besar. Meningkatnya temperatur normalisasi menyebabkan peningkatan ukuran butir. Namun pada temperartur 970oC, pengamatan dengan SEM ditemukan adanya nukleasi butir secara intra-granular yang ditandai ditemukannya butir-butir yang lebih halus. Presentase area transformation zone pada baja HSLA hasil cor sebesar 7,786%, kemudian meningkat seiring meingkatnya temperatur normalisasi, secara bertutut-turut menjadi 8.043%, 10.012%, 10.222%, dan 11.295%. Nilai kekerasan makro untuk sampel hasil cor sebesar 356,05 HV dan meningkat seiring meningkatnya temperatur normalisasi, yaitu secara berturut turut menjadi 361,90 HV; 366,47 HV; 377,18 HV; 382,00 HV. Kekuatan tarik sampel as-cast 1172,31 MPa, kemudian meningkat seiring meningkatnya temperatur normalisasi, berutut-turut menjadi 1190,93 MPa; 1205,74 MPa; 1238,55 MPa; dan 1253,35 MPa. Meningkatnya temperatur normalisasi menyebabkan peningkatan kekerasan dan kekuatan tarik, walaupun tidak signifikan. Tegangan sisa pada permukaan sampel normalisasi 970oC didominasi tegangan sisa tarik.

---

High Strength Low Alloy steel is used as bucket tooth material in excavators. The heat treatment is carried out on as-cast HSLA steel starting from normalization, pre-tempering, austenisation, and double quenching. Previous research found the presence of residual austenite in the bucket tooth component which causes delay cracks due to the residual austenite that transforms and causes residual stress. A uniform microstructure is needed, so that the material is more responsive to subsequent heat treatment. This research focuses on optimizing the normalization temperature before hardening and investigating its effect on the microstructure and mechanical properties of HSLA steels, with normalization at 910oC, 940oC, 970oC, and 1000oC. The microstructure of HSLA steel as-cast consists of a dendritic matrix of granular bainite and transformation zone area with a higher micro hardness than the matrix. When normalized at various temperatures, carbide free upper bainite matrix is ​​produced with a dendritic dendritic pattern and there is still a transformation zone (lower bainite and martensite and/or retained austenite). However, normalizing 1000oC, the dendritic structure was not found on the surface of the sample. A large grain size was found on the cast sample when the Vilella’s reagent etching was used. Increasing the normalization temperature causes an increase in grain size. However, at a temperature of 970oC, observations with SEM found that there was intra-granular nucleation characterized by the discovery of finer grains. The percentage of transformation zone area on HSLA steel produced by casting is 7,786%, then increases with increasing normalization temperature, which are 8,043%, 10,012%, 10,222%, and 11,295% respectively. The macro hardness value for the cast sample was 356,05 HV and increased with increasing normalization temperature, which are 361,90 HV; 366,47 HV; 377,18 HV; and 382,00 HV respectively. The tensile strength of the as-cast sample was 1172,31 MPa, then increasing with increasing normalization temperature to 1190,93 MPa; 1205,74 MPa; 1238,55 MPa; and 1253,35 MPa, respectively. An increase in normalization temperatures cause an increase in hardness and tensile strength, although not significant. Residual stress on the surface of the 970oC normalized sample is dominated by tensile residual stress.

Abstrak :
Penelitian ini didasari adanya masalah crack pada produk bucket tooth yang menggunakan material baja HSLA di industri alat berat setelah 2 bulan pengiriman ke pelanggan(delayed crack). Penelitian sebelumnya mengemukakan bahwa delayed crack ini diduga akibat adanya austenite sisa yang bersifat metastabil. Austenite sisa dapat bertransformasi menjadi martensite sehingga terjadi peningkatan volume dan tegangan internal yang menyebabkan delayed crack. Penelitian ini berfokus mengurangi austenite sisa dengan variasi suhu tempering. Suhu temper yang digunakan adalah 155°C, 205°C, 255°C, dan 305°C Mikrostruktur menunjukkan adanya transformation zone yaitu daerah dimana transformasi fasa yang terjadi belum sempurna. Hasil dari penelitian ini menunjukkan jumlah austenite sisa dan nilai kekerasan menurun ketika suhu temper dinaikkan.

---

This research is based on the problem of crack on bucket tooth products using HSLA steel material in heavy equipment industry after 2 months of delivery to customers (delayed crack). Previous studies have suggested that the delayed crack is thought to be due to metastable retained austenite. The retained austenite can be transformed into martensite which causes an increase in internal volume and stress resulting in delayed crack. This research focuses on reducing retained austenite with variations in tempering temperature. Tempering temperatures used were 155°C, 205°C, 255°C, and 305°C. Microstructure shows that there is a transformation zone, which is an area where phase transformation is not yet perfect. The results of this study indicate the amount of remaining austenite and the value of hardness decreases when the temper temperature is raised.