Pengaruh Panas Las pada Struktur Mikro

1. Pengaruh Panas Las pada Struktur Mikro • Selama pendinginan dari logam cair sampai mencapai suhu kamar, logam las mengalami serangkaian perubahan (transformasi) fasa. • Baja karbon rendah (C kurang dari 0,1%) akan mengalami perubahan fasa cair menjadi ferit δ ketika pembekuan kemudian menjadi austenit (γ) dan akhirnya menjadi ferit α dan perlit.

2. Diagram fasa sistem Fe-Fe3C

3. Tempat potensial untuk pembentukan fasa baru

4. Proses pendinginan • Proses pendinginan pada las kondisi umum berlangsung secara gradual tanpa penurunan suhu secara mendadak (quenching). • Proses pendinginan pada las cocok dengan menggunakan diagram CCT (continous coolling transformation). • Diagram CCT untuk logam las baja di mana struktur austenit berubah menjadi berbagai fasa tergantung pada kecepatan pendinginan.

5. Diagram CCT untuk las baja

6. Struktur mikro yang terjadi mungkin : • Ferit proeutectoid, terdiri dari ferit batas butir dan intragrnular ferrite, terbentuk pada suhu 1000 – 650 oC • Ferit Widmanstatten terbentuk pada suhu 750 – 650 oC • Ferit acicular, tumbuh di dalam butir austenit, terbentuk pada suhu 650 oC • Bainit, terbentuk pada suhu 400 – 500 oC • Martensit, terjadi jika kecepatan pendinginan sangat cepat

7. Kecepatan pendinginan Kecepatan pendinginan rendah • Ferit mulai terbentuk sepanjang batas butir austenit dan tumbuh ke arah dalam, dinamakan ferit batas butir. Kecepatan pendinginan sedang • Austenit mungkin berubah menjadi ferit widmanstatten atau ferit acicular. Ferit widmanstatten tumbuh ke butiran austenit dengan bentuk plat , ferit auscular berbentuk jarum (needle) dalam butir austenit.

8. Kecepatan pendinginan tinggi • Atom-atom karbon sukar melakukan difusi ke austenit, menyebabkan struktur mikro bainit. Bainit terbagi bainit atas terbentuk pada suhu lebih tinggi dari bainit bawah (lower bainit). Kecepatan pendinginan sangat tinggi • Atom-atom karbon tidak bisa berdifusi (disfusionless) dan membentuk struktur keras dan getas yaitu martensit.

9. Struktur mikro dan analisa fasa pada logam las baja

10. Jenis Struktur mikro pada logam las baja karbon rendah

11. Faktor yang mempengaruhi Struktur mikro • proses pengelasan mempengaruhi bentuk dan ukuran weld pool • komposisi akhir logam las yang dipengaruhi oleh logam pengisi (filter), logam induk, fluks, gas, kandungan uap air di udara . • kecepatan pengelasan mempengaruhi kecepatan pembekuan, bentuk kristal dan segregation • siklus thermal mempengaruhi jenis dan ukuran struktur mikro akhir saat pendinginan dari 800 ke 500 oC.

12. Pertumbuhan Struktur mikro pada logam las

13. Sifat-sifat mekanis logam las • Hubungan antara tegangan luluh dan ukuran butir dinyatakan dengan persamaan Hall pecth : • Dimana σ : tegangan luluh bahan, σ0 : tegangan gesekan (friction stress), k : koefisien gesekan dan d : ukuran/diameter butir.

14. Ukuran butir logam • Kekuatan tarik logam las disebabkan oleh ukuran butir serta kerapatan dislokasi pada struktur mikro. • Keuletan dan ketangguhan dipengaruhi oleh komposisi, struktur mikro, ukuran butir dan inklusi.

15. Hal-hal penting • Peningkatan kandungan unsur paduan terutama C meningkatkan kekuatan dan kekerasan logam. • Ketangguhan dan ketahanan terhadap retak saat pengelasan kandungan C biasanya dibuat antara 0,05 – 0,12%.