PENGARUH KARBON EKIVALEN (CE) TERHADAP WELDABILITY
Konsep karbon ekuivalen digunakan pada bahan besi, biasanya baja dan besi tuang untuk menentukan berbagai sifat-sifat paduan ketika bukan hanya karbon yang digunakan sebagai alloy. Prinsip dari karbon ekuivalen adalah untuk mengubah persentase elemen paduan selain karbon ke karbon yang ekuivalen dengan persentase, karena fase besi-karbida lebih dipahami daripada fase paduan lain. Konsep ini paling umum digunakan dalam pengelasan, tetapi juga digunakan saat perlakuan panas dan pengecoran besi tuang.
Dalam pengelasan, karbon ekuivalen adalah ukuran kecenderungan pengelasan untuk membentuk martensit ketika pendinginan dan menahan perpatahan getas. Pada beberapa baja, struktur mikro dan sifat mekanik sebagian dari baja yang dilas (H!", akan berubah sebagai akibat dari pengelasan. Perubahan tersebut akan tergantung pada komposisi baja dan tingkat di mana baja dipanaskan dan diding didingink inkan. an. #iklus #iklus termal termal juga juga dapat dapat menye menyebab babkan kan pemben pembentuk tukan an martens martensit it dalam logam las dan H! ( Heat Affected Zone". Zone". $umlah $umlah martensit martensit terbentuk terbentuk dan keke kekeras rasan an baja baja terg tergan antu tung ng pada pada kada kadarr karb karbon on serta serta pema pemana nasan san dan dan ting tingka katt pendinginan.
%ransformasi
martensit
dan
kekerasan
yang
tinggi
dapat
mengakibatkan retak pada pengelasan logam H!. %ingkat pengerasan pada H! merupakan pertimbangan penting menentukan weldability. weldability. &mumnya weldability berkurang dengan meningkatnya karbon atau martensit dalam logam las atau H!, atau keduanya.
Karbon ekuivalen juga ('" digunakan untuk memahami bagaimana unsur-unsur paduan yang berbeda mempengaruhi kekerasan baja yang dilas. Hal ini
berhubungan dengan hydrogen embrittlement, yang merupakan cacat las yang paling umum untuk baja, dengan demikian hal ini paling sering digunakan untuk menentukan weldability. Weldability adalah kemampuan bahan, logam untuk dapat dilas, tanpa mengalami sifat-sifat yang dimilikinya secara berlebihan. )ogam yang dilas dapat mengalami penurunan mutu akibat terjadinya penggetasan, cacat, atau retakan.
*utu hasil lasan akan terkait langsung dengan sifat mampu las dari bahannya yang dilihat dari sensitifitas sambungan las terhadap kemungkinan terjadinya penggetasan, cacat, atau retak, di mana hal ini berdampak langsung terhadap penurunan sifat mekanik dari logam yang dilas.%erdapat hubungan yang erat antara weldability dan karbon ekuivalen. +ilai karbon ekuivalen menunjukkan hubungan antara kepekaan baja terhadap timbulnya retak dengan komposisi kimia baja. $adi, karbon ekuivalen pada dasarnya mengindikasikan pengaruh unsurunsur yang terkandung dalam baja terhadap kemungkinan terjadinya retak. Di baah ini adalah formula untuk menghitung nilai karbon ekuivalen
CE =%C +
%Mn 6
(
+
%Cr + %Mo + %V 5
)( +
%Cu+ %Ni 15
)
#emakin tinggi konsentrasi karbon dan elemen paduan lain seperti mangan, kromium, silikon, molibdenum, vanadium, tembaga, dan nikel, semakin cenderung untuk meningkatkan kekerasan dan menurunkan weldability. *isalkan, baja karbon sedang (lo medium steel" mengandung banyak karbon dan unsur lain yang dapat memperkeras baja. Karena itu, daerah pengaruh panas atau H! ( Heat Affected Zone" pada baja ini mudah menjadi keras bila dibandingkan
dengan baja karbon rendah. #ifatnya yang mudah menjadi keras ditambah dengan adanya difusi hidrogen menyebabkan baja ini menjadi sangat peka terhadap retak las sehingga weldability baja ini menurun. egitu pula yang terjadi pada besi tuang. #etiap unsur paduan tersebut cenderung mempengaruhi kekerasan dan weldability dengan besaran yang berbeda.
Di baah ini adalah tabel yang menunjukkan kategori jumlah atau standar batasan karbon ekuivalen untuk dapat dilas.
'arbon /uivalent 0eldability &p t1 1,23 4cellent 1,25-1,61 7ery 8ood 1,69-1,63 8ood 1,65-1,31 :air ;ver 1,31 Poor pabila ' sama atau lebih kecil dari 1,63< maka baja tersebut cukup eldable dan pengelasan tidak memerlukan cara-cara khusus, namun bila ' berada di antara 1,61 dan 1,51<, maka baja memerlukan perlakuan preheat. pabila ' berada lebih dari 1,51<, maka baju memerlukan perlakuan preheat dan postheat pengelasan.
PERHITUNGAN TEMPERATUR KELARUTAN PENGUATAN PRESIPITAT Nb(CN)
Penguatan Presipitat dapat dipengaruhi oleh berbagai elemen, seperti +b,7 dan %i. lemen tersebut memiliki afinitas yang tinggi terhadap ' dan +, sehingga kelarutan padatnya dalam baja menjadi terbatas.
Pada saat pemanasan dengan temperatur 9=1>', +b pada baja H#)-+b akan bersifat larut. Pada saat pendinginan, akan terbentuk presipitat +b('+" pada berbagai muka austenit-ferit selama transformasi yang menyebabkan terjadinya penguatan. +amun pada temperatur ?=1>', presipitat tersebut akan larut dalam jumlah sedikit dan karenanya tidak terjadi penguatan presipitat. Partikel yang tidak larut akan membatasi pertumbuhan austenit dan menghasilkan butir ferit yang lebih halus. *aka temperatur pemanasan untuk mengontrol penguatan presipitat adalah anatara ?=1>' sampai 9=31>', untuk menemukan temperatur presipitat +b('+" dapat diketahui melalui persamaan
log [ Nb ]
[
C +
12 14
]
N ¿= 2,26 −
6770 Ts
Dimana
[ Nb ]
[
C +
12 14
]
N ¿
@ Konsentrasi Keseimbangan dari +b,',dan +
dalam larutan matriks (
Ts
@ %emperatur Kelarutan +b('+"dalam >K
+iobium dapat membentuk karbida (
N b4 C 3
" dan nitrida (+b+" yang bersifat
larut dan dapat ditemukan sebagai endapan dalam baja. +b' memiliki kelarutan yang lebih rendah dibandingkan %i' ataupun 7'. #edangkan kelarutan +b+ lebih tinggi dibandingkan %i+,A+,dan 7+. Karena kelarutan +b' yang rendah itulah maka +b enjadi pengendali ukuran butir yang efektif. #edangkan l,7,dan %i efektif untuk baja dengan kadar nitrogen yang cukup tinggi.
ILMU LOGAM FISIK KELAS C
PENGARUH KARBON EKIVALEN (CE) TERHADAP WELDABILITY
DAN
PERHITUNGAN TEMPERATUR KELARUTAN PENGUATAN PRESIPITAT Nb(CN)
OLEH:
DHIKO DWI NAFERI GINTING
13040100
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
