1 Derry Rahma Yoda/1106069960/Departemen Teknik Metalurgi dan Material

Effect of Rolling Process on the Microstructure and Mechanical Properties of Low

Carbon V-N Steel

1. Introduction

Percobaan pada penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh

dari proses canai terhadap mikrostruktur dan sifat mekanik dari baja V-N karbon

rendah. Mengapa proses canai? Hal ini dikarenakan proses canai dengan

metode TMCP (Thermo-mechanical control process) mempengaruhi nilai

kekuatan dan perubahan mikrostruktur dari baja V-N karbon rendah. Dimana,

pengaruh parameter proses canai pada mikrostruktur dan sifat mekanik dalam

baja V-N yang terdiri dari (V: 0,1-0,12% dan N: 100-200 ppm) telah dilakukan

dengan tujuan untuk memperoleh kondisi TMCP optimal pada baja.

2. Experimental Procedure

Tiga jenis baja V-N karbon rendah dengan kadar karbon yang berbeda

digunakan dalam percobaan ini. Proses TMCP dilakukan pada laboratorium two-

roller rolling mill dengan kecepatan rotasi (180 mm). Dimana, 3 kelompok

sampel (H20B40L200 mm) dipanaskan dalam furnace dengan suhu 1500 selama 30 menit. Setelah itu, masing-masing sampel di roll dengan temperatur

awal 1100 , dan temperatur akhir pengerolan 950 dan 900 . Persen Reduksi pengerolan dari masing-masing sampel di kontrol sebesar 30%, 40 %,

dan 50 %. Dimana persen reduksi pengerolan tiap passing sengaja dibuat

melebihi 20% dengan tujuan untuk menghindari deformasi kritis dan

memastikan terbentuknya butir austenit yang halus. Setelah rolling, kemudian

sampel di dinginkan di udara.

Selanjutnya, masing-masing sampel di uji tarik menggunakan universal

testing machine. Pengamatan metalografi juga dilakukan dengan poles mekanik

dan sampel di etsa dengan larutan alkohol nitric acid 4%. Setelah dietsa, sampel

diamati dengan menggunakan mikroskop Neophot 2 optical.

3. Results and Discusses

3.1 Rolling parameter optimization for the TMCP process

Sifat mekanik dari 3 jenis logam yang mengalami proses rolling berbeda

ditunjukan oleh gambar 1. Dapat dilihat bahwa untuk sampel dengan kadar

karbon yang tinggi (No.1), parameter pengerolan yang optimal adalah

temperatur akhir pengerolan harus lebih tinggi dan persen reduksi harus lebih

2 Derry Rahma Yoda/1106069960/Departemen Teknik Metalurgi dan Material

besar agar didapatkan sifat mekanik yang terbaik. Sedangkan, parameter

pengerolan yang optimal untuk sampel dengan kadar karbon yang rendah (No.2

dan 3) adalah pada temperatur akhir pengerolan yang lebih rendah dan persen

reduksi yang lebih besar agar didapatkan sifat mekanik yang terbaik.

3.2 Effect of the rolling parameter on final microstructure

Mikrostruktur hasil proses ditunjukan oleh gambar 2. Dapat dilihat

bahwa mikrostruktur yang terbentuk dari kondisi pengerolan yang berbeda-

beda kebanyakan disusun oleh butir ferrite dan pearlite. Butir ferrit yang paling

halus ditunjukan oleh sampel no.1 dengan kondisi temperatur akhir pengerolan

yang tinggi dan jumlah persen deformasi yang besar. Persentase pearlite juga

banyak terlihat dalam sampel no.1. Selain itu, struktur butir campuran juga

ditemukan. Hal ini manandakan bahwa butir yang mengalami rekristalisasi

setelah deformasi adalah lebih halus dibandingkan butir yang tidak mengalami

rekristalisasi.

Sementara itu, mikrostruktur yang tidak homogen terlihat pada baja

no.2. Pada gambar 2 (c), ferrit bands dapat dengan jelas terlihat dengan fraksi

yang besar. Temperatur akhir yang lebih rendah dan deformasi yang besar

menyebabkan banyaknya deformasi austenit bands terbentuk dan setelah itu

butir ferrit terbentuk di tempat bekas austente bands dengan morfologi yang

mirip. Hal ini yang menyebabkan ketidakseragaman dalam mikrostruktur baja

no2.

4. Kesimpulan

Dengan meningkatnya deformasi pengerolan akan didapatkan ukuran butir yang

lebih kecil, butir ferrit menjadi lebih halus dan yield strengthpun meningkat

Dengan meningkatnya kadar karbon dan persen reduksi pengerolan,

mikrostruktur menjadi lebih halus dengan ukuran butir butir yang lebih kecil dan

meningkatnya persentase pearlite serta meningkatnya kekuatan

Parameter pengerolan terbaik untuk baja karbon tinggi adalah temperatur akhir

pengerolan yang lebih tinggi dan rasio persen reduksi yang lebih besar.

Sedangkan, untuk baja karbon rendah adalah temperatur akhir pengerolan yang

lebih rendah dan rasio persen reduksi yang lebih besar.