Pearlitic Chrome Moly Steel

Pearlitic Chrome Moly

SteelDewi Lestari Natalia

1006704530

Departemen Teknik Metalurgi dan MaterialFakultas Teknik Universitas Indonesia2012

Peta KonsepDefinisi

Komposisi

Properties Heat Treatment

Mikro-struktur

Penambahan Paduan

Mekanisme Penguatan

Aplikasi

Referensi

Defenisi • Pearlitic Chromium – Molybdenum Steel merupakan baja

pearlitic yang mengandung Chromium dan Molybdenum.

• Pearlitic Chromium – Molybdenum Steel adalah paduan yang dikembangkan untuk aplikasi yang memerlukan ketahan panas yang tinggi karena sebagai heat resistant steel.

• Tergolong ke dalam baja paduan rendah (low alloy steel).

• Biasanya digunakan pada oil and gas industri , industri kimia , generator pembangkit listrik fossil fuel dan nuclear power plants. Pemakaiannya untuk pipa, heat exchanger dan pressure vessels.

Departemen Teknik Metalurgi dan Material FTUI

Komposisi • Pearlitic Chromium Molybdenum Steel

termasuk dalam kelas Low Alloy Steel

karena memiliki komposisi yaitu :

Kandungan Presentase

C 0,2 %

Mo 0,5 – 1 %

Cr 0,5 – 9 %



AISI Classification

System

Pearlitic Chromium Molybdenum Alloy Steel

Properties


Mengandung 2,1 – 2,4% Cr dan 0,3 – 0,5% Mo

Merupakan kombinasi antara kekerasan (hardness) dan ketangguhan (toughness) yang menghasilkan sifat high abrasion-resistance.

High tensile strength

Kemampulasan (weldability) yang baik

Good durability.

Heat Treatment

Tujuan:• Untuk menghasilkan sifat

mekanik (kekuatan tarik dan luluh ketangguhan dan ketahananabrasi)yang diinginkan.

• Khusunya untuk meningkatkan kekuatan dan ketahanan wear (abrasi).Departemen Teknik Metalurgi dan Material FTUI

Heat Treatment

Martensite

Hardening

Pearlitic Transformati

on

Austempering

Age Hardenin

g


Heat Treatment


Schematic of Time Temperature Transformation

Diagram

Heat Treatment• Berdasarkan skema di atas, untuk

mendapatkan Pearlitic Chromium Molybdenum steel dilakukan beberapa tahapan :

1

• Bajadiaustenisasi dengan temperatur850°-900°C

2

• Pemanasan dilakukan dalam furnace dengan electrical induction system atau gas burner

3

• Kemudian diikuti dengan pendinginan dengan pendinginan udara (aircooling)


Mikrostruktur • Melalui proses perlakuan panas sebelumnya, maka di

dapatkan mikrostruktur pada Pearlitic Chrome Moly Steel

• Mikrostruktur pearlitic terdiri dari alternate lamellae of ferrite and cementite, Fe3C.

• Di bawah kondisi kesetimbangan, fasa karbida terbentuk hanya 11% dari kseluruhan volume mikrostruktur.

• Dibandingkan dengan low alloy steel, kehadiran dari 11% Fe3C meningatkan yield strength dan tensile strength sampai 90 dan 150 ksi (620 dan 1030 Mpa).


Mikrostruktur

Low Carb

onHigh Carbon


Mikrostruktur


Mikrostruktur Pearlite

(SEM)

Ferrite

Fine Pearlite

Fine Pearlite

Pengaruh Penambahan Paduan

C

Larut dalam ferrite

Pembentukan sementit (dan karbida lainyna),

perlit, bainit.

% C dan distribusinya mempengaruhi sifat baja

Kekuatan dan kekerasan meningkat dengan naiknya

% C.

Mo

Efek hardenability yang kuat

Pembentuk karbida kuat

Kekerasan panas tinggi

Meningkatkan kekuatan aberasi

Menurunkan resiko terjadi temper embrittlement

Cr

Sedikit meningkatkan ferit

Menambah hardenability

Pembentuk grafit

Ketahanan korosi

Ketahanan aberasi



• Pengaruh karbon terhadap kekerasan material.

Penambahan C


• Tampak dari grafik bahwa penambahan paduan Cr dapat menghambat pembentukan scaling baja ( Pada Korosi Tep TinggI) pada pemakaian temperatur tinggi


Penambahan Cr


• Grafik disamping menggambarkan efek dari penambahan Cr terhadap laju korosi temperatur tinggi akibat sulfur


Penambahan Cr


• Dari grafik dapat dilihat bahwa Yield strength akan meningkat dengan peningkatan penambahan kadar Molybdenum.


Penambahan Mo


• Dari grafik di samping dapat dilihat bahwa dengan meningkatnya Molybdenum,maka kekerasan juga meningkat


Penambahan Mo

Mekanisme Penguatan

Solid Solution

Hardening

Precipitation

Hardening


Mekanisme Penguatan

• Mekanisme penguatan apabila terdapat 2 unsur atau lebih membentuk fasa tunggal maka akan ada inerajsi medan tegangan atom yang terlarut dengan dislokasi

• Pada paduan ini terjadi strengthening fasa ferrite akibat adanya Cr, C, Mo yang membentuk solid solution.

• Atom-atom ini masuk ke dalam kisi Fe sebagai interstial dan substitusi.

• Dengan adanya atom-atom ini akan memberikan stress serta dapat menghambat pergerakan dari dislokasi


Solid Solution Hardening

Mekanisme Penguatan

• Bila kelarutan dalam paduan melampaui batas maka tumbuh partikel fasa kedua.

• Paduan dipanaskan hingga fasa tunggal (solution treatment)

• Quench cepat, terbentuk larutan padat lewat jenuh α (super saturated solid solution)

• Bila paduan dipanaskan (aging) akan terjadi presipitasi partikel β didalam butir α atau pada batas butirnya.


Precipitation Hardening

Mekanisme Penguatan

• Presipitasi fasa kedua dalam matriks mempersulit pergerakan dislokasi dalam matriks.

• Presipitat yang terbentuk memberikan kontribusi yang lebih untuk ketahanan creep.

• Fungsi dari : diatur sedemikian sehingga mampu menghalang pergerakan dislokasi fraksi, volume (jumlah), ukuran, distribusi, jenis, dan bentuk presipitasi.

• Struktur carbida pada baja 2,25Cr-1Mo juga memiliki pengaruh yang cukup besar dalam mencapai ketahanan creep yang optimalDepartemen Teknik Metalurgi dan Material FTUI

Precipitation Hardening

Aplikasi• Aplikasi dari baja ini adalah sebagai baja tahan

abrasi. Contohnya : cement plants and associated industries, termasuk ball and rod mill liners, grates, and abrasion – resistant castings, heat resistant steel .

• Pemakaiannya untuk pipa• Heat exchanger • Pressure vessels


Pressure vessels

Aplikasi Contoh alat baja jenis ini :


Aplikasi


Aplikasi• Contoh jenis baja ini adalah :

- CASTALLOY 2HSAR1 Ball mill grates, clamp and ball mill liners exposed to high impact conditions.- CASTALLOY 2MIWR4 – Ball and rod-mill liners, chute liners exposed to lower low impact conditions.


Referensi • Diktat Kuliah Baja Paduan dan Super Alloy• Steel Castings Handbook, Sixth Edition.• http://staff.ui.ac.id/internal/131845374/TOO

LSTEEL-6.pdf• http://www.ktu.lt/lt/mokslas/zurnalai/medz/

medz0-91/05%20Metals.

http://staff.ui.ac.id/internal/131845374/TOOLSTEEL-6.pdf

http://staff.ui.ac.id/internal/131845374/TOOLSTEEL-6.pdf

http://www.ktu.lt/lt/mokslas/zurnalai/medz/medz0-91/05%20Metals

http://www.ktu.lt/lt/mokslas/zurnalai/medz/medz0-91/05%20Metals

Documents

Pearlitic Chrome Moly Steel