Baja yang mengalami perlakuan panas pada suhu Austenit, maka ketahanan korosinya akan menurun. Korosimerupakan gejala alamiah yang tidak dapat dihindari, namun dapat dikendalikan.Dalam penelitian ini, benda uji adalah baja karbon menengah yang mendapat perlakuan panas pada suhu 750oC,800oC dan 850oC yang ditahan selama 15 menit dan dilanjutkan dengan pendinginan cepat di dalam air.Pengujian korosi dilakukan dengan cara merendam benda uji di dalam larutan NaCl 3N, selama 1, 2, 3, 4 dan 5hari. Diperoleh bahwa dengan memberikan perlakuan panas austenit pada benda uji, maka laju korosi akan meningkat.Semakin tinggi suhu austenit yang diberikan, laju korosi akan membesar dan bentuk korosi yang diperoleh adalah korosimerata.Kata Kunci : Suhu Austeni

Kohar, R.

Indonesian

Jurnal Universitas Tridinanti Palembang

Jurnal Desiminasi Teknologi, Volume 1, Nomor 1, Januari 2013, Hal 44-4944LAJU DAN BENTUK KOROSI PADA BAJA KARBON MENENGAHYANG MENDAPAT PERLAKUAN PADA SUHU AUSTENITDIUJI DI DALAM LARUTAN NaCl 3 NR. KOHAR *)Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Tridinanti PalembangJalan Kapten Marzuki No. 2446 Kamboja Palembang, 30129AbstrakBaja yang mengalami perlakuan panas pada suhu Austenit, maka ketahanan korosinya akan menurun. Korosimerupakan gejala alamiah yang tidak dapat dihindari, namun dapat dikendalikan.Dalam penelitian ini, benda uji adalah baja karbon menengah yang mendapat perlakuan panas pada suhu 750oC,800oC dan 850oC yang ditahan selama 15 menit dan dilanjutkan dengan pendinginan cepat di dalam air.Pengujian korosi dilakukan dengan cara merendam benda uji di dalam larutan NaCl 3N, selama 1, 2, 3, 4 dan 5hari. Diperoleh bahwa dengan memberikan perlakuan panas austenit pada benda uji, maka laju korosi akan meningkat.Semakin tinggi suhu austenit yang diberikan, laju korosi akan membesar dan bentuk korosi yang diperoleh adalah korosimerata.Kata Kunci : Suhu AustenitAbstractSteel by heat treatment at an austenite temperature, the corrosion resistancy decreases. Corrosion is a naturalphenomenon that can not be avoided, but it can be controlled.In this research, speciments are medium carbon steel that have been treated at temperature of 750oC, 800oC and 850oChold for 15 minutes and tast colded under water.Corrosion testing has been done by immersing the speciments in NaCl 3N solution , for 1, 2, 3, 4 and 5 days. Soit can be conclude that heat treatment with austenite temperature, can amplity the corrosion rate. The higher the austenitetemperature is the higher the corrosion rate and then the uniform corrosion is obtained.Keywords: Austenit temperature*). Dosen Program Studi Teknik Mesin UTP45I. PENDAHULUANPemakaian baja pada komponen mekaniksalah satunya adalah Baja Karbon Menengah.Indikasi utama dalam pemakaian baja jenis iniumumnya hanya meninjau kekuatan dankekerasannya saja. Kekuatan dan kekerasan padabaja jenis ini dapat ditingkatkan dengan prosesperlakuan austenisasi, yaitu perlakuan panas bajapada suhu austenit pada rentang waktu tertentudan dilanjutkan dengan pendinginan cepat didalam media pendingin. Perlakuan inilah yangditerapkan oleh industri logam untukmemproduksi komponen mekanik seperti rodagigi, dengan kekerasan dan kekuatan yang tinggi.Akan tetapi jika pemakaian logam tersebutberada di lingkungan korosif akan rawanterhadap serangan korosi.Bertitik tolak dari perlakuan tersebut,penulis meneliti korosi pada baja karbonmenengah yang mendapat perlakuan pada suhuaustenit, yang dilanjutkan dengan pendinginancepat dalam air. Dengan perlakuan ini diharapkandapat merubah laju korosi yang terjadi. Untukmenunjang penelitian tersebut akan diamatistruktur mikro.II. LANDASAN TEORI- Perlakuan Panas AustenisasiAustenisasi adalah suatu proses yangdilakukan dengan cara memanaskan bajahingga mencapai temperatur austenit, kemudianpada temperatur tersebut ditahanuntuk beberapa saat, lalu di dinginkan cepat,sehingga akan diperoleh struktur martensityang bersifat keras.Kekerasan maksimum yang akan dicapaisetelah austenisasi tergantung pada kandungankadar karbon, karena makin tinggi kandungankadar karbon, maka makin tinggi pulakekerasan maksimum yang akan dicapai.Tetapi kandungan karbon sampai batas tertentusekitar 0,4 %, kenaikan kekerasan akanmenurun. Hal ini dapat terjadi karena dengankadar karbon dalam austenit yang makin tinggiakan menyebabkan austenit sisa akan makinbanyak, sehingga akan dapat mengurangikenaikan kekerasan.Pada suatu kondisi pemanasan belumtentu semua unsur karbon dalam baja akan larutsemua dalam austenit. Hal tersebut tergantungpada tingginya temperatur pemanasan, lamawaktu tahan dan laju pendinginannya.- Pendinginan Cepat (Quenching)Proses pendinginan cepat dapat dilakukandengan cara memanaskan baja pada suhuaustenit, kemudian dilakukan pencelupan cepatke dalam media pendingin. Tujuan dari prosesini adalah untuk mendapatkan sifat yang keras.Jika pendinginan dilakukan berjalansangat cepat maka atom-atom C dalam austenittidak sempat berdifusi, sehingga terbentuk fasametastabil yang disebut sebagai martensit yangkeras, namun ketahanan korosinya akanmenurun.- Proses Korosi pada Logam Besi.Korosi dapat didefinisikan sebagaipenurunan mutu material terutama logamkarena berinteraksi dengan lingkungan. Korosilogam dalam larutan aqueous didapatkandengan melibatkan reaksi perpindahan muatan.Suatu perubahan dalam potensial elektrokimiaatau aktivitas elektron sangat mempengaruhilaju korosi logam dalam lingkungannya. Olehkarenanya logam dalam larutan aqueousdikatakan berlangsung secara elektrokimia.Korosi besi (Fe) dalam lingkungan asamakan membentuk ion Fe2+ yang masuklingkungan, ini terjadi pada permukaan yangbersifat lebih anodik. Elektron yang dilepassaat pembentukan ion Fe2+ mengalir melaluilogam menuju permukaan yang bersifat katodikdan terjadi reaksi (reaksi pengikatan elektron)berlangsung.3)Reaksi ini dapat dituliskan sebagai berikut :- Pada permukaan yang bersifat anodik(anoda): Fe Fe2+ + 2e-- Pada permukaan yang bersifat katodik(katoda) : 2 H+ + 2e- H2Reaksi sel : Fe + 2 H+ Fe2+ + H246Gambar 1 : Proses Korosi Elektrokimia- Pengukuran Laju Korosi berdasarkanKehilangan BeratPengukuran laju korosi merupakan halyang sangat penting dalam rekayasa korosi.Bila serangan korosi terjadi secara merata, lajukorosi dapat diukur dengan metoda kehilanganberat. Besarnya laju korosi merata dapatdinyatakan sebagai besarnya kehilangan beratbenda uji persatuan luas permukaan persatuanwaktu pengujian, misalnya miligram perdesimeter persegi per hari (mdd), dapatdihitung dengan rumus :txAWmdd haridmmgram2dimana :W = kehilangan berat (miligram)A = luas permukaan logam (dm2)t = waktu pengujian (hari)III METODE PENELITIANBahan benda uji adalah Baja KarbonMenengah dengan ukuran 34 x 15 x 13 mmsebanyak 24 buah, dengan komposisi (% berat)sebagai berikut : C = 0.45 ; Mn = 0.67 ; Cr = 0,87; Mo = 0,24 dan Si = 0,21Garis besar tahapan pelaksanaanpenelitian ini digambarkan seperti pada diagramalir berikut ini :Gambar 2 : Diagram Alir PenelitianIV. HASIL PENELITIAN DAN ANALISISDATA- Pengukuran Laju KorosiDari serangkaian percobaan korosi yangdilakukan terhadap baja karbon menengahdiperoleh data Kehilangan Berat (Wloss) danbesarnya Laju Korosi (R) dalam mdd, yanghasilnya dapat dilihat pada gambar berikut,KatodikKatodike-e-H+H+H2H2Fe2+Fe2+Fe2+Anodik ElektrolitBAJA KARBON MENENGAH(24 buah dgn ukuran yang sama)PERLAKUAN pada suhu AUSTENITT = 800Oc (6 buah)T = 850Oc (6 buah)T = 900Oc (6 buah)Yang ditahan selama 15 menit,kemudian didinginkan cepat dalam airTANPA PERLAKUAN(5 buah)ANALISA DATAKESIMPULANPENGAMATANSTRUKTUR MIKRO (1 buah)PENGAMATANSTRUKTUR MIKROPENGAMPLASAN BENDA UJIMulai dari grade 120 s/d 2000PEMBERSIHAN DAN PENIMBANGAN AWALPENGUJIAN KOROSI DI DALAMLARUTAN NaCl 3 N selama 5 hariPEMBERSIHAN DAN PENIMBANGAN AKHIRPENGAMATANMAKROSKOPIS470204060801001201401601801 2 3 4 5Lama Pengujian (hari)LajuKorosi(mdd)Benda Uji Tanpa Perlakuan panasBenda Uji dengan Perlakuan Panas Pada suhu 800CBenda Uji dengan Perlakuan Panas Pada suhu 850CBenda Uji dengan Perlakuan Panas Pada suhu 900CGambar 3 : Grafik Laju Korosi Vs LamaPengujian.- Pengamatan Visual Benda UjiPengamatan visual pada masing-masingbenda uji setelah direndam di dalam larutanNaCl 3 N selama 1 hari sampai 5 hari,menghasilkan produk korosi yang berwarnamerah bata dan jenis korosi yang terjadi diindikasikan sebagai korosi merata, seperti yangterlihat pada gambar 4.Gambar 4 : Makroskopis benda uji setelah di ujikorosi di dalam larutan NaCl 3Nselama 5 hari (Tanpa Etsa,Pembesaran 400 X)- Pengamatan Struktur Mikro.a.Struktur mikro benda uji tanpa perlakuan,berupa Ferrit (putih) dan Pearlit (hitam) yanghalus dan seragam, yang terlihat pada gambar5.Gambar 5 : Benda uji asal (Etsa 5 % nital,Pembesaran 400 X)b.Benda uji dengan perlakuan pada suhu 8000Cyang ditahan selama 15 menit, selanjutnya diquenching dengan media air. Struktur mikroyang halus antara Ferrit dan Pearlit, sepertiyang terlihat pada gambar 6.Gambar 6 : Benda uji pada suhu 8000Cditahan selama 15 menit, kemudiandi quenching dengan air(Etsa 5 % Nital, Pembesaran 400 X)c.Benda Uji dengan perlakuan pada suhu 8500Cyang ditahan selama 15 menit, lalu diquenching dengan media air. Struktur mikromulai terbentuk karbida kasar yang banyak,tetapi struktur ini sudah mendekati martensityang halus, seperti yang terlihat pada gambar7.48Gambar 7 : Struktur mikro benda uji denganproses austenisasi pada suhu 8500Ckemudian di quenching dengan air(Etsa 5 % Nital, Pembesaran 400 X)d. Benda uji dengan perlakuan pada suhu 9000Cyang ditahan selama 15 menit, kemudian didinginkan di dalam air. Struktur mulaitampak perubahan pada karbida karbidayang kasar menjadi martensit, yangvolumenya tidak terlalu dominan. Denganbutiran yang lebih besar di bandingkandengan benda uji suhu 800 0C, dan 850 0C,maka laju korosinya akan lebih besar,seperti yang terlihat pada gambar 8.Gambar 8 : Struktur mikro benda uji denganproses austenisasi pada suhu 9000Ckemudian di quenching dengan air(Etsa 5 % Nital, Pembesaran 400 X)- Analisa Laju Korosi.Dari gambar 3 dapat di lihat bahwa,benda uji tanpa perlakuan maupun pada bendayang mendapat perlakuan panas, maka lajukorosi yang terjadi cenderung akan meningkatseiring dengan penambahan waktu pengujian.Dengan memberikan perlakuan panaspada suhu austenit maka laju korosi akanmembesar. Demikian juga denganmeningkatkan suhu austenit maka laju korosiakan meningkat. Pemicu dari peningkatan ini disebabkan oleh banyaknya ion Fe2+ dan elektronyang lepas di dalam lingkungan (NaCl), yangbersifat lebih anodik, sehingga berat benda ujiakan semakin berkurang yang mengakibatkanlaju korosinya semakin tinggi.- Hubungan Struktur Mikro Dengan LajuKorosiEfek perlakuan panas pada benda ujidapat menimbulkan konsentrasi tegangan yangtidak homogen. Dengan demikian akanmenghasilkan struktur mikro yang tidakhomogen, seperti besar dan bentuk butirkristalnya. Perbedaan energi tegangan akibatperlakuan tersebut pada reaksi korosi akanbersifat anodik dan katodik.Pada benda asal (tanpa perlakuan)dengan butir yang halus dan seragam, denganstruktur mikro yang berwarna terang adalahFerrit dan yang berwaran gelap adalah Pearlit.Kedua struktur tersebut mempunyai energiyang berbeda dan dapat menimbulkan reaksigalvanis. Besar butir atau pertemuan antarafasa, mempunyai sifat lebih anodik, karenamemiliki energi yang lebih tinggi. Sedangkankorosi akan menyerang pada pertemuan batasbutir, karena bagian tersebut lebih anodik.Karena Ferrit dan Pearlit merata di seluruhpermukaan, maka yang mempunyai energilebih tinggi, akan terkorosi lebih dahulu.Pada benda uji yang mendapatperlakuan pada suhu auntenit, maka strukturmikro akan merubah (besar butir). Perubahanbutir akan meningkat jika temperatur austenitdi naikkan. Sedangkan struktur mikro denganbesar butir yang kasar, akan rentan terhadapkorosi. Dari pengujian tersebut diperolehbahwa laju korosi terbesar adalah benda ujiyang mengalami perlakuan pada suhu 900 0C.V. KESIMPULANDari hasil pengujian korosi selama 1 harisampai 5 hari yang telah di lakukan pada masingmasing benda uji, dengan perlakuan panas yangberbeda maupun tanpa perlakuan panas, makadapat di simpulkan bahwa :49- Semakin tinggi suhu austenit yang diberikanpada benda uji dan semakin lama waktupengujian, maka laju korosi akan semakinmeningkat, yang di sebabkan oleh banyaknyaion Fe2+ dan elektron yang lepas di dalamlingkungan (NaCl), yang bersifat lebih anodik,sehingga berat benda uji akan semakinberkurang yang mengakibatkan laju korosinyasemakin tinggi.- Dengan perlakuan pada suhu 8000C , 8500C,dan 9000C, maka akan merubah struktur mikromaupun ketahanan korosinya.- Bentuk korosi yang terjadi pada semua bendauji setelah pengujian korosi adalah korosimerata.VI. DAFTAR PUSTAKAB.R. de Meybaum, E.S. Ayllon. “AtmosphericMarine Corrosion of Structural Steels”,Corrosion, Nace, 1990. Vol. 29 Halaman423Fontana, M.G. " Corrosion Engineering ", McGraw-Hill Int. New York, 1987Jones, Denny. A. " Principles and Prevention ofCorrosion ", Micmillan PublishingCompany, New York, 1991Kenneth R. Trethewey & John Chamberlain, "Korosi untuk Mahasiswa danRekayasawan ", Penerbit PT. GramediaPustaka Utama, Jakarta, 1991L. L. Shreir, " Corrosion ", Volume 1, Secondedition Published 1976Scully, J.C, " The Fundamental of CorrosionEngineering ", Pergamon Press, NewYork, 1978West,J.M, “Basic Corrosion and Oxidation”,Ellis Harwood Limited.Dieter. E. George. ” Mechanical Metallurgy “,2rd. Edition, Mc Graw Hill, 1976.M. Pourbaix , A Pourbaix. :”Recent Progress inAtmospheric Corrosion Testing”. JournalCorrosion, January 1989.Avner. " Introduction to Physical Metallurgy ",Mc Graw-Hill., 1987Carter GF. " Principles of Physical and ChemicalMetallurgy ", American Society forMetal, Ohio, 1979.Thelning, "Steel and it’s Heat Treatment ", Mc.Graw Hill, 1986.Metal Handbook. ”Atlas of Microstructures ofIndustrial Alloys“, Vol. 7, AmericanSociety for Metal, Metal Park, Ohio,1972.

LAJU DAN BENTUK KOROSI PADA BAJA KARBON MENENGAH  YANG MENDAPAT PERLAKUAN PADA SUHU AUSTENIT DIUJI DI DALAM LARUTAN NaCl  3 N

http://www.univ-tridinanti.ac.id/ejournal/index.php/teknik/article/download/159/235

LAJU DAN BENTUK KOROSI PADA BAJA KARBON MENENGAH YANG MENDAPAT PERLAKUAN PADA SUHU AUSTENIT DIUJI DI DALAM LARUTAN NaCl 3 N

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Jurnal Universitas Tridinanti Palembang