Analisis Pengaruh Kadar Mn Terhadap Struktur Mikro dan Sifat Mekanik Coran Paduan Fe-Cr-Mn

Ratna Kartikasari; Rivan  Muhfidin; Shodiq  Anshory

doi:10.36815/majamecha.v6i1.3234

Authors

Ratna Kartikasari Institut Teknologi Nasional Yogyakarta
Rivan Muhfidin Institut Teknologi Nasional Yogyakarta
Shodiq Anshory Institut Teknologi Nasional Yogyakarta

DOI:

https://doi.org/10.36815/majamecha.v6i1.3234

Keywords:

paduan Fe-Cr-Mn,, austenitik, struktur mikro, sifat mekanik

Abstract

Paduan Fe-Cr-Mn adalah salah satu jenis baja tahan karat seri austenitik yang dikandidatkan sebagai pengganti baja tahan karat konvensional (paduan Fe-Cr-Ni). Unsur mangan (Mn) berfungsi sebagai penstabil austenit, dapat meningkatkan kekerasan dan kekuatan. Secara ekonomis, unsur Mn relatif lebih murah sehingga dapat dijadikan sebagai alternatif pengganti Ni yang mahal. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh kadar mangan (Mn) terhadap struktur mikro dan sifat mekanik coran baja paduan Fe-Cr-Mn dengan variasi kadar Mn 12%, 16%, dan 20%. Pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah uji komposisi kimia, uji struktur mikro, uji kekerasan dengan metode Vickers, uji tarik, dan uji impak dengan metode Charpy. Hasil uji komposisi kimia menunjukkan bahwa paduan Fe-Cr-Mn dalam penelitian ini berturut-turut mengandung Mn sebesar 12,72%, 18,05%, dan 20,69% kadar Cr sebesar 18,5% dan C 0,7%. Hasil uji struktur mikro menunjukkan bahwa coran baja paduan Fe-Cr-Mn memiliki struktur austenit dan ferit. Nilai kekerasan tertinggi terdapat pada spesimen dengan kadar Mn 20% yaitu sebesar 358,3 kg/mm2 VHN. Hasil uji kekuatan tarik menunjukkan tegangan tertinggi terdapat pada spesimen dengan kadar Mn 16% yaitu sebesar 34,72 MPa dan regangan sebesar 8%. Kemudian nilai regangan terkecil adalah 6% terdapat pada spesimen dengan kadar Mn 20%, dimana semakin tinggi kadar Mn nilai regangan semakin menurun. Harga impak tertinggi terdapat pada spesimen dengan kadar Mn 16% yaitu sebesar 0,169 J/mm2.

References

ASMHandbook. (2005). Properties and Selection: Irons, Steel and High Performance Alloy. 1.

Chen, Q., & Thouas, G. A. (2015). Metallic implant biomaterials. Materials Science & Engineering R, 87, 1–57. https://doi.org/10.1016/j.mser.2014.10.001

Ding, H., Han, D., Cai, Z., & Wu, Z. (2014). Microstructures and Mechanical Behavior of Fe-18Mn-10Al-(0.8-1.2)C Steels. JOM. https://doi.org/10.1007/s11837-014-1063-3

Jeong, S. (2017). Materials Science, Metal and Manufacturing. 1(2), 2017.

Kartikasari, R., S. (2013). Pengaruh Temperatur Anil Terhadap Ketangguhan Dan Ketahanan Korosi Kandidat Baja Ringan Paduan Fe-Al-Mn-Si. Rotasi, 15(1), 11–15. https://doi.org/https://doi.org/10.14710/rotasi.15.1.11-15

Kartikasari, R. (2015). Effect of mangan content on mechanical properties and corrosion behavior of as cast Fe-7.5Al-0.6C alloy. International Journal of Applied Engineering Research, 10(13), 32884–32887. https://doi.org/10.37622/ijaer/10.13.2015.32884-32887

Kartikasari, R. (2023). Paduan Fe-Al-Mn Kandidat Pengganti Baja Tahan Karat Konvensional. https://play.google.com/store/books/details/Ratna_Kartikasari_Paduan_Fe_Al_Mn_Kandidat_Penggan?id=AVjcEAAAQBAJ&hl=en-ID

Muley, S. V., Vidvans, A. N., Chaudhari, G. P., & Udainiya, S. (2016). An assessment of ultra fine grained 316L stainless steel for implant applications. Acta Biomaterialia, 30, 408–419. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2015.10.043

Patnaik, L., Ranjan Maity, S., & Kumar, S. (2020). Status of nickel free stainless steel in biomedical field: A review of last 10 years and what else can be done. Materials Today: Proceedings, 26, 638–643. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.12.205

Permana, T. H., Kartikasari, R., & Muhfidin, R. (2022). Pengaruh Penambahan Unsur Cu pada Ingot Bahan Wajan Produk IKM. 03(02), 128–137.

Rasouli, D., Kermanpur, A., & Najafizadeh, A. (2019). Developing high-strength, ductile Ni-free Fe-Cr-Mn-C-N stainless steels by interstitial-alloying and thermomechanical processing. Journal of Materials Research and Technology, 8(3), 2846–2853. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2018.12.026

Saller, G., Spiradek-Hahn, K., Scheu, C., & Clemens, H. (2006). Microstructural evolution of Cr–Mn–N austenitic steels during cold work hardening. Materials Science and Engineering: A, 427(1–2), 246–254. https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.04.020

Shanina, B. D., Gavriljuk, V. G., & Berns, H. (2007). High strength stainless austenitic CrMnN steels - Part III: Electronic properties. Steel Research International, 78(9), 724–728. https://doi.org/10.1002/srin.200706276

Tjong, S. C. (1986). Stress corrosion cracking behaviour of the duplex Fe-10Al-29Mn-0.4C alloy in 20% NaCl solution at 100° C. Journal of Materials Science, 21(4), 1166–1170. https://doi.org/10.1007/BF00553248

Wea, J. P., Kartikasari, R., & Prasetiyo, A. B. (2023). Pengaruh Waktu Proses Dct Pada Baja Mangan Dengan Penambahan 17 , 4 Cr dan 18 , 4 Cr Terhadap Struktur Mikro , Kekerasan dan Keausan. 04(02), 166–174.

Yang, K., & Ren, Y. (2010). Nickel-free austenitic stainless steels for medical applications. Science and Technology of Advanced Materials, 11(1), 014105. https://doi.org/10.1088/1468-6996/11/1/014105

Zandroto, J. Y. B., Kartikasari, R., dan W. (2022). Pengaruh Waktu Proses Austemper Terhadap Struktur Mikro, Kekerasan dan Kekuatan Paduan Fe-1Al-6,9C. Prosiding Nasional Rekayasa Teknologi Industri Dan Informasi XVII Tahun 2022 (ReTII), (November), 9–15. https://journal.itny.ac.id/index.php/ReTII/article/view/3299