baja paduan rendah berkekuatan tinggi

8/19/2019 Baja Paduan Rendah Berkekuatan Tinggi

1/28

BAJA PADUAN RENDAH

BERKEKUATAN TINGGI(High Strength Low Alloy Steel)

HSLA


2/28

MENURUT AISI : Baja HSLA terdiri dari sekelompokbaja tertentu dengan komposisi kimia yang khususdibuat untuk memberikan sifat mekanis lebih baik

dan dalam hal tertentu dapat memberikan ketahananterhadap korosi cuaca (atmosfir) dibandingkan denganbaja karbon konvensional

Baja HSLA pada umumnya dibuat dengan lebih

ditekankan pada persyaratan sifat mekanis daripadapersyaratan komposisi kimia

Baja HSLA mempunyai kekuatan tinggi, tangguh,serta mudah dibentuk dan dilas


3/28

Baja HSLA pertama dibuat oleh Union Carbide Corpdi USA 1936

Baja HSLA dibuat dengan menambahkan unsur Nb

kedalam baja ferit-perlitKarena Nb mahal dan permintaan pasar terhadapbaja HSLA terbatas, oleh karena ituperkembangannya menjadi sangat lambat

Tahun 1950 harga Nb turun dan permintaan pipa-pipa baja yang mempunyai kekuatan dan ketangguhantinggi serta mudah di las, sehingga perkembangannyamenjadi pesat


4/28

1. Kadar C dalam baja ini rendah (0,05-0,15%)sehingga mudah di las. Kekuatannya meningkatkarena ditambahkan Mn, Nb, Mo, dan V sehingga

terbentuk ferit “acicular” yaitu struktur yangmemiliki kerapatan dislokasi yang tinggi sehinggamemberikan efek penguatan yang tinggi

2. Baja HSLA hasil hot rolled mempunyai

σy = 250-550 MPa dan σu = 415-700 MPa3. Perkembangan baja HSLA dipercepat olehpermintaan baja yang kuat, tangguh, mudah dilasuntuk pipa gas alam, kapal, dan struktur rig lepas

pantai


5/28

4.Belakangan ini baja tersebut digunakan untukmenurunkan berat untuk menghemat bahan bakarsehingga cocok untuk pemakaian pada industri

transportasi (otomotif)


6/28

MEKANISME PENGUATAN BAJAHSLA

1. Grain Refinement (penghalusan butiran)

2. Precipitation Hardening (penguatan karenapembentukan partikel halus/precipitat)

3. Strain Hardening (penguatan karenaregangan/dislokasi)

4. Solid Solution Strengthening (penguatankarena pemaduan/larutan padat)


7/28

PROSES PRODUKSI BAJA HSLA

1. Pemaduan dengan sejumlah kecil elemen-elemen pembentuk Karbida dan Nitrida(pemaduan mikro)

2. Pengerolan terkontrol (Controlled Rolling)

3. Pendinginan terkontrol (Controlled Colling)

4. Pengaturan bentuk inklusi (Inclusion ShapeControl)


8/28

Faktor-faktor “Mekanisme Penguatan Baja HSLA”

dan “Proses Produksi Baja HSLA” dapatditerapkan secara gabungan (kombinasi) atau

sendiri-sendiri untuk menghasilkan sifat yang

diinginkan


9/28

PENGARUH UNSUR PADUAN TERHADAPSIFAT BAJA HSLA


10/28

PENAMBAHAN UNSUR MNKEDALAM BAJA HSLA

Penambahan unsur Mn kedalam baja HSLA.1-1,5% dapat menurunkan temperaturtransformasi dari γ ke α poligon sekitar 50OC ,dapat menghasilkan penghalusan butiran α,

akibatnya dapat menaikkan kekuatan danmenurunkan temperatur transisi pada impacttest (menaikkan ketangguhan)


11/28

Pengaruh besar butiran terhadap kekuatanditunjukkan oleh persamaan Hall-Petch

Sy=S1 + Ky.d-1/2

keterangan:

Sy=tegangan luluhKy=konstanta

S1=tegangan gesek d=diameter butiran α

Kadar Nn 1,5-2,0% dapat menurunkan temperaturtransisi lebih jauh, hal ini akan menyebabkan γmengalami transformasi menjadi α “acicular” danbukan lagi α poligon.

α “acicular” dapat menaikkan kekuatan.

Mn menguatkan baja karena penghalusan butiran

maupun karena penguatan larutan padat (SolidSolution Hardening)


12/28

PENAMBAHAN UNSUR AL KEDALAMBAJA

Perkembangan baja kekuatan tinggi dari bajagrade 50 (semi killed) dan selanjutnya melaluipenambahan Al maka diperoleh baja St 52

Penambahan unsur Al tersebut dimaksudkansebagai bahan deoksidator dan memberikanpembentukan struktur ferit yang lebih halussetelah dilakukan proses perlakuan panasnormalizing


13/28

Proses Normalisasi pada umumnya dimaksudkanuntuk menyamakan struktur dan sifat-sifat pelat bajahasil pengerolan panas. Temperatur pemanasan ± 900

OC, unsur Al yang ada dalam baja mengikat Nitrogen(N), partikel halus AlN ( Alumunium Nitrida) tersebarmerata. Unsur-unsur yang mempunyai afinitas kuatterhadap karbon misal unsur paduan mikro dapat

menimbulkan presipitasi karbida (MC). Partikel-partikel AlN dan MC sebagai pusat pengintian(nuklei) selama transformasi berikutnya, disampingberfungsi pula sebagai penghalang batas butir.


14/28

Karena itu transformasi γ ke α akan menghasilkanstruktur α + p yang halus ketika dilakukanpendinginan di udara, terjadi peningkatan kekuatandan penurunan temperatur transisi


15/28

GAMBAR 5A


16/28


17/28

UNSUR PEMADU MIKRO : NB, V, DANTI

Niobium (Nb)dapat mengikat C dan N membentukpartikel halus dalam bentuk Karbida atau Nitridaatau kombinasinya disebutKarbonitrida (C,N).Pembentukan partikel halus ini sangat ditentukan

oleh kelarutannya didalam γ dan dapat menghambatterjadinya proses Rekristalisasi dan grain growthselama proses Normalisasi atau proses pengerolanterkontrol. Sehingga dihasilkanpenghalusan butiran γ,

kemudian menghasilkan butiran α yang halus.


18/28

Partikel halus Nb (C,N) yang terbentuk didalam γatau didalam α selama atau setelah transformasi jugamenghasilkan kenaikan kekuatan.


19/28

Vanadium (V) juga berinteraksi secara kuat dengan Cdan N membentuk V (CN) dan memberikan efek yangbermanfaat terhadap pengontrolan rekristalisasi γ

dan peningkatan kekuatan akibat precipitationhardening terutama pada baja dengan kadar N tinggi.Proses penguatan oleh Pemadu Mikro disebabkanoleh :

“grain refinement dan precipitation hardening”


20/28

PENGARUH UNSUR-UNSUR CU, NI,DAN CR

Unsur-unsur pemadu Cu, Ni, Cr, Si merupakan unsur-unsur pemadu konvensional yang biasanyaditambahkan kedalam baja beberapa persepuluhpersen sampai >1%.

Pengaruhnya terhadap penguatan, temperaturtransisi dan sifat mampu las pada umumnya berbedaantara satu dengan yang lain.

Unsur-unsur pemadu konvensional, efek penguatan

larutan padat (solid solution hardening), utamanyabaja yang akan di Normalizing disamping temperaturRekristralisasi meningkat


21/28

Cu dan Ni mempunyai pengaruh yang serupa sepertiyang diberikan oleh Mn terhadap sifat transformasiyaitu menurunkan temperatur transformasi γ ke α.

Kedua unsur ini dapat menghaluskan butiran.Pengaruh lain Cu dapat menurunkan laju korosi bajadan dapat menurunkan laju korosi baja dan dapatmenurunkan kecendrungan pembentukan hidrogen

yang membentuk lubang-lubang halus (void) padadaerah sekitar inklusi.


22/28


23/28


24/28


25/28

JENIS BAJA HSLA

Jenis baja HSLA pada umumnya memilikistruktur mikro ferit poligon dan perlit yang halusdisertai dengan adanya precipitasi karbida atauNitrida.


26/28

Jenis lain baja HSLA :

Baja HSLA dengan struktur mikro Ferit Acicular

Baja HSLA dengan struktur mikro BainitBaja HSLA dengan struktur mikro Dual-Phase

Baja HSLA cuaca (weathering HSLA Steel)


27/28

Perbedaan struktur yang terjadi pada setiap HSLAdisebabkan oleh perubahan transformasi fasa akibatpemaduan atau akibat kecepatan pendinginan yangdiberikan ketika proses pengerolan atau ketika prosesperlakuan panas. Perubahan struktur, perubahansifat-sifat pada baja HSLA


28/28

baja paduan rendah berkekuatan tinggi

Documents