1DEPARTEMEN METALURGI & MATERIALDEPARTEMEN METALURGI & MATERIALFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIAFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA
ApaApa BajaBaja TahanTahan KaratKarat ituitu??
BajaBaja dengandengan kadarkadar Cr > 12%Cr > 12% CrCr----> Cr> Cr--oksidaoksida tahantahan karatkarat UnsurUnsur lain: Ni, Mo, N dan Clain: Ni, Mo, N dan C
JENISJENIS--JENIS SS MENURUT FASANYA:JENIS SS MENURUT FASANYA: AustenitikAustenitik (Ni > 7%)(Ni > 7%) FeritikFeritik FeritikFeritik--AustenitikAustenitik (Duplex)(Duplex) MartensitikMartensitik (hi(hi--Carbon)Carbon)
2Stainless Steel
High Ni & Cr ContentLow (Controlled) Interstitials
Austenitic Nitrogen StrengthenedAustenitic
Martensitic Ferritic
Precipitation Hardened Super Austenitic
Super FerriticDuplexSuper Duplex
PASSIVE LAYER SSPASSIVE LAYER SS
3DiagramDiagram TernerTerner CrCr--NiNi--FeFe
DiagramDiagram BinerBiner FeFe--CrCr
4DiagramDiagram TernerTerner CrCr--NiNi--FeFepadapada 63.5% Fe63.5% Fe
SIFAT STAINLESS STEEL
SSSS mempunyaimempunyai sifat2 yangsifat2 yang sangatsangat baikbaik a.l.a.l.ketahananketahanan korosikorosi,, tahantahan temperaturtemperatur tinggitinggi dandanmudahmudah didi--recycle.recycle.
MudahMudah didi laslas dengandengan berbagaiberbagai metodemetode.. StrukturStruktur dandan sifatsifat yangyang terbentukterbentuk daridari hasilhasil
pengelasanpengelasan sangatsangat tergantungtergantung kepadakepadakomposisikomposisi kimiakimia hasilhasil lasanlasan..
JenisJenis strukturstruktur dapatdapat ditentukanditentukan dengandengan mengmeng--gunakangunakan diagram, ex:diagram, ex: SchaefflerSchaeffler & De Long.& De Long.
5AWS Welding Handbook
Schaeffler Diagram
NickelNickel EqEq = %Ni + 30%C + 0.5%Mn= %Ni + 30%C + 0.5%Mn
ChromeChrome EqEq = %Cr + Mo + 1.5%Si + 0.5%Nb= %Cr + Mo + 1.5%Si + 0.5%Nb
6Schaeffler Delong Diagram
DeLong Diagram
7SSSS AustenitikAustenitik
PalingPaling mudahmudah dilasdilas JenisJenis yangyang umumumum dipakaidipakai SS304SS304 CacatCacat yangyang mungkinmungkin terjaditerjadi::
Solidification cracking (full austeniteSolidification cracking (full austenite-- cenderungcenderungtersegregasitersegregasi,, terutamaterutama elemenelemen22 dgndgn titiktitik leburleburrendahrendah, S dan P), S dan P)
Liquation cracking (Liquation cracking (akibatakibat rere--heating)heating) Weld decay (intergranular corrosion danWeld decay (intergranular corrosion dan munculnyamunculnya
CrCr--depleted zonedepleted zone didi HAZ)HAZ)
AWS Welding Handbook
8Komposisi Austenitik SS
AWS Welding Handbook
9StrukturmikroStrukturmikro Austenitic SSAustenitic SS
Solidification Cracking AusteniticSolidification Cracking Austenitic
10
Weld DecayWeld Decay
Endapan karbida (Cr23C6) pd batas butir
Zona miskin akan Cr pd kedua sisi butir
Cara mengatasinya :
Penghilangan endapan karbida dgn solution treatment pd temp1050 o C yg diikuti oleh pendinginan cepat
Menggunakan L grades (low carbon)
Jika stainless steels terkena panas pd temp 500 oC to 800 oC
Menggunakan jenis 321 (Ti stabilised) : Ti = 5 X %C atau 347 (Nbstabilised) : Nb = 10 X %C
Intergranular Corrosion SSIntergranular Corrosion SS
11
Intergranular Corrosion SSIntergranular Corrosion SS
PengaruhPengaruh KarbonKarbon VsVs KorosiKorosi IGIG
12
SSSS AustenitikAustenitik VsVs KorosiKorosi IGIG
13
SSSS FeritikFeritik
SS 430 (16SS 430 (16--18% Cr) and 407 (1018% Cr) and 407 (10--12% Cr).12% Cr). Problem danProblem dan penanggulanganpenanggulangan--nyanya::
PengkasaranPengkasaran butirbutir dandan ketangguhanketangguhan HAZHAZ rendahrendah,,karenakarena lajulaju difusidifusi FeFe tinggitinggi.. HIHI
KemungkinanKemungkinan terbentukterbentuk martensitmartensit daridari austenitaustenit((keraskeras dandan getasgetas)) ---->> retakretak.. preheatingpreheating
SensitasiSensitasi :: pembentukanpembentukan endapanendapan karbida/nitridakarbida/nitridaakibatakibat prosesproses pemanasanpemanasan.. PWHT (750PWHT (750--850 deg850 degC for 30C for 30 60 min)60 min)
StrukturmikroStrukturmikro Ferritic SSFerritic SS
14
KomposisiKomposisi FerritikFerritik SSSS
AWS Welding Handbook
15
Super Ferritic
AWS Welding Handbook
Lower than ordinary interstitial (C&N) Higher Cr & Mo
16
Duplex SSDuplex SS
TerdiriTerdiri duadua fasafasa :: austenitaustenit dandan feritferit PerbandinganPerbandingan fasafasa ideal 50:50ideal 50:50 Problem danProblem dan penanggulanganpenanggulangan--nyanya::
SulitSulit mendapatkanmendapatkan austenitaustenit 50%,50%, sehinggasehingga perluperluditambahkanditambahkan nikelnikel (over(over--matching)matching)
KemungkinanKemungkinan pertumbuhanpertumbuhan butirbutir (grain(grain--growth)growth) daridarifullfull--feritferit padapada HAZ (lowHAZ (low--toughness),toughness), sehinggasehinggamasukanmasukan panaspanas perluperlu dikontroldikontrol..
Low arc energyLow arc energy menyebabkanmenyebabkan kandungankandungan ferriteferritemeningkatmeningkat sedangsedang sebaliknyasebaliknya akanakan terbentukterbentuk fasafasasigma.sigma.
AWS Welding Handbook
17
StrukturmikroStrukturmikro Duplex SSDuplex SS
AusteniteFerrite
18
SSSS MartensitikMartensitik Martensitic stainless steels ( AISI 400 / UNS S40000 series )
paling sukar di las (12 Cr low carbon grades 403, 410, 414,12 Cr low carbon grades 403, 410, 414,416, 420416, 420 andand high carbon grades 431)high carbon grades 431)
Aplikasinya untuk material tahan aus (wear resistant). Problem danProblem dan penanggulanganpenanggulangan--nyanya::
Retak Las akibat terbentuknya struktur yang keras dan rapuh(martensite) di HAZ. Preheating dan interpass temperatur yangtergantung dari kadar karbonnya, yakni antara 100 - 320C yangdirekomendasi untuk mencegah terjadinya retak las.
Post Weld-Heat Treatment (PWHT) diperlukan untuk meningkatkan sifatmekanis dan mengurangi tegangan sisa. Untuk sambungan yangkompleks PWHT dilakukan sesaat setelah pengelasan selesai yaitu padasaat mencapai temperatur martensite start (130 -150C ).
Kandungan Hidrogen harus rendah dan pakai austenitic filler metal
Martensitic SS Wrought Alloys are divided into two groups 12% Cr, low-carbon engineering grades (top group) High Cr, High C Cutlery grades (middle group)
AWS Welding Handbook
19
StrukturmikroStrukturmikro Martensitic SSMartensitic SS
20
KomposisiKomposisi MartensitikMartensitik SSSS
SMAWSMAW padapada SSSS
21
SMAWSMAW padapada SSSS
22
GTAWGTAW padapada SSSS
GTAWGTAW padapada SSSS
23
GTAWGTAW padapada SSSS
SAWSAW padapada SSSS
24
Welding of dissimilar steelsWelding of dissimilar steels
BajaBaja KarbonKarbon dan Stainless Steels 304Ldan Stainless Steels 304L
Kondisi:
- Tanpa Filler
- 50% dilusi
BajaBaja KarbonKarbon dan SS309Ldan SS309L
Kondisi:
- Filler 309L
- 25% dilusi-F
25
26
DilusiDilusi untukuntuk beberapabeberapa metodametoda laslasdalamdalam sambungansambungan buntubuntu (butt)(butt)
TujuanTujuan Finishing StainlessFinishing Stainless DibutuhkanDibutuhkan untukuntuk penggunaanpenggunaan padapada lingkunganlingkungan yangyang agresifagresif
((korosifkorosif),), untukuntuk penggunaanpenggunaan padapada peralatanperalatan makananmakanan (food )(food )atauatau industriindustri farmasifarmasi
UntukUntuk mencegahmencegah atauatau menghilangkanmenghilangkan kontaminasikontaminasi besibesi oksidaoksida UjiUji permukaanpermukaan untukuntuk kontaminasikontaminasi
TestTest FerroxylFerroxyl segerasegera setelahsetelah produksiproduksi
DenganDengan proses Picklingproses Pickling dengandengan larutanlarutan asamasam atauatau pastapasta UntukUntuk menghilangkanmenghilangkan tandatanda terbakarterbakar (heat tint)(heat tint) dengandengan prosesproses
pickling danpickling dan pasifasipasifasi UntukUntuk menghilangakanmenghilangakan kontaminasikontaminasi permukaanpermukaan daridari slag,slag,
kotorankotoran dan catdan cat dalamdalam mencegahmencegah resikoresiko korosikorosi..
27
BEFORE PICKLINGBEFORE PICKLING
FINISHING by PICKLINGFINISHING by PICKLING
Heat tint left in welded areas of a complex fabrication can be effectively removed by pickling.The corrosion resistance of the whole fabrication has been restored by pickling.
28
The Sample Numbers refer to the amount of oxygen in the purgingThe Sample Numbers refer to the amount of oxygen in the purging gas:gas:
No.1No.1-- 10ppm10ppm No.2No.2 -- 25ppm25ppm No.3No.3 -- 50ppm50ppm No.4No.4 -- 100ppm100ppmNo.5No.5 -- 200ppm No.6200ppm No.6 -- 500ppm No. 7500ppm No. 7 -- 1000ppm No.81000ppm No.8 -- 5000ppm5000ppmNo.9No.9 --12500ppm No.1012500ppm No.10 --. 25000ppm. 25000ppm
Note: welds on type 304L SS showed no significant difference inNote: welds on type 304L SS showed no significant difference in heat tint colour from type 316L.heat tint colour from type 316L.
AWS D18.2 (1999):AWS D18.2 (1999): Heat Tint Levels on the Inside ofHeat Tint Levels on the Inside ofWelded 316L Austenitic Stainless Steel TubeWelded 316L Austenitic Stainless Steel Tube
29