SIDANG TUGAS AKHIR
oleh : Rosalia Ishida NRP 2706 100 005 Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Sulistijono, DEA Dr. Hosta Ardhyananta, ST, MSc
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
Dalam penggunaannya, baja sering mengalami kerusakan, salah satunya disebabkan karena korosi Salah satu cara mengatasi korosi yang terjadi pada baja tersebut adalah dengan pelapisan logam menggunakan logam lain yang lebih anodik yaitu dengan cara Hot Dip Galvanizing Proses pembentukan baja adalah hal yang harus mendapat perhatian khusus, karena pembentukan logam berkaitan dengan perubahan dimensi dan ukuran dari baja tersebut. Perubahan ini disebut deformasi plastis.
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
PAPER REVIEW Suriadi, IGA Kade., Suarsana, IK., 2007, “Prediksi Laju Korosi Dengan Perubahan Besar Derajat Deformasi Plastis Dan Media Pengkorosi Pada Materia Baja Karbon”. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Universitas Udayana CAKRAM 1(12) : 1-8
Menyimpulkan bahwa laju korosi baja AISI 3215 semakin meningkat seiring dengan meningkatnya derajat deformasi
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
PAPER REVIEW
A.P. Yadav, A. Nishikata, T. Tsuru. 2007.
Effect of Fe–Zn alloy layer on the corrosion resistance of galvanized steel in chloride containing environments. Japan Menyimpulkan bahwa: Pada lapisan hasil hot dip galvanizing, Lapisan paduan Fe-Zn mempunyai laju korosi yang lebih rendah daripada lapisan Zn
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
PERUMUSAN MASALAH Bagaimana pengaruh variasi derajat deformasi plastis terhadap ketahanan korosi lapisan hasil Hot
Dip Galvanizing.
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
1. 2. 3.
Hasil cold work dianggap homogen Hasil Hot Dip Galvanizing dianggap homogen. Parameter yang mempengaruhi hasil Hot Dip Galvanizing dianggap konstan
Teknik Material dan Metalurgi FTIITS
TUJUAN PENELITIAN untuk mempelajari pengaruh variasi derajat deformasi plastis terhadap ketahanan korosi lapisan hasil Hot Dip
Galvanizing.
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
Cold working adalah suatu proses pembentukan secara
plastis terhadap logam atau paduan yang dilakukan di bawah temperatur rekristalisasi (van vlack, 1991) Keuntungannya : Toleransi dimensi dan permukaan akhir yang dihasilkan lebih baik. Merupakan suatu metode yang murah pada tingkat produksi yang besar pada bagian-bagian yang kecil. Tidak dibutuhkan pemanasan. Kerugiannya : Keuletannya menurun. Timbul tegangan dalam/tegangan sisa Dapat menyebabkan keretakan pada pengerjaan dingin yang berlebihan. Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
%CW =
Ao-Af Ao
X100%
Dimana : %CW = Prosentase pertambahan luas area Af = Luas area setelah penekanan Ao = Luas area sebelum penekanan (luas awal)
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
Proses HDG • Degreasing Proses pembersihan dilakukan dengan menggunakan larutan NaOH (soda kaustik) dengan konsentrasi 5% – 10% pada temperatur 70o C – 90o C selama kurang lebih 10 menit. • Rinsing Pembilasan dengan air • Pickling spesimen dengan cara dicelupkan ke dalam larutan HCl (asam klorida) atau larutan H2SO4 (asam sulfat) dengan konsentrasi 10%–15% selama 15 – 20 menit. • Fluxing Proses fluxing merupakan proses pelapisan awal dengan menggunakan Zinc Amonium Cloride (ZAC) dengan konsentrasi 20% – 30% selama 5 – 8 menit. • Drying Proses drying merupakan proses pengeringan dan pemanasan awal dengan menggunakan gas panas yang suhunya kurang lebih 150o C, • galvanizing Pencelupan spesimen ke dalam cairan seng • Quenching mencelupkan spesimen ke dalam larutan sodium cromate dengan konsentrasi 0,015% pada suhu kamar ataupun dengan menggunakan air. Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
start
Preparasi alat dan bahan
Spesimen di-cold work dengan variasi cold work sebesar 10%, 20% dan 40%
Spesimen tanpa cold work (0% cold work)
Hot Dip Galvanizing
Imersi spesimen 0% CW dan 40% CW pada larutan NaCl 0,5 M selama 35hari
Pemotongan penampang melintang
Pengamtan visual menngunakan mikroskop optik
Penggosokkan sampai lapisan Fe, Fe-Zn,Zn
Uji polarisasi potensiodinamik dengan 0,5M NaCl
Pengujian XRD
data
Analisa data dan pembahasan
kesimpulan
End
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
Bahan: Baja karbon rendah AISI 1020 sebagai base metal Larutan 10% NaOH Larutan HCl (1:1 + inhibitor hexamine) Larutan 25 % Ammonium Chloride (NH4Cl) Padatan Zn Larutan NaCl 0,5 M Peralatan: ◦ Jangka Sorong dan penggaris ◦ Kertas gosok grid 2000 ◦ Gerinda tangan ◦ Gergaji besi ◦ Alat potong plat ◦ Gelas ukur ◦ Sendok berbahan dasar plastik ◦ Kabel ◦ Pipet ◦ Stopwatch
• • • •
Hair dryer
Mesin press Kamera Digital Peralatan pengujian XRD ( XRay Diffraction ) • Peralatan pengujian polarisasi potensiodinamik •Mikroskop optik
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
(1) Perlakuan cold work dengan variasi derajat deformasi plastis yang berbeda, yaitu : 0% 10 % 20 % 40% (2)Spesimen dipotong dengan diameter 10 mm Bentuk spesimen yang akan dibuat dapat dlihat pada gambar di bawah ini:
7 mm 10 mm
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
(3)Hot Dip Galvanizing A. Tahap pengerjaan awal (pre treatment) Degreasing
Rinsing I Pickling Rinsing II Fluxing Drying
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
B. Tahap Pelaksanaan Galvanizing C. Tahap pendinginan dan tahap akhir Quenching Finishing (4)Pengujian potensiodinamik Tujuan Mengetahui laju korosi dari masingmasing lapisan hasil hot dip galvanizing di larutan 0,5 M NaCl
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
(5)Pengujian Difraksi Sinar-X Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui komposisi senyawa yang terbentuk pada lapisan terluar setelah proses imersi.
(6) Pengamatan metalografi dengan Mikroskop Optik pengujian ini dilakukan untuk mengetahui lapisan hasil hot dip galvanizing (7) Analisa Data Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
HASIL UJI POLARISASI POTENSIODINAMIK
Kurva polarisasi katodik-anodik lapisan Zn hasil hot dip galvanizing dengan berbagai % cold work Teknik Material dan Metalurgi FTIITS
Kurva polarisasi katodik-anodik lapisan Fe-Zn hasil hot dip galvanizing dengan berbagai % cold work Teknik Material dan Metalurgi FTIITS
Kurva polarisasi katodik-anodik base metal (Fe) hasil hot dip galvanizing dengan berbagai % cold work Teknik Material dan Metalurgi FTIITS
Nilai Ecorr, icorr, Corrosion Rate, masing-masing kurva polarisasi dihitung berdasarkan metode ekstrapolasi tafel, yaitu dengan cara menarik garis linear pada cabang katodik maupun anodik. Dimana CR K1 Icorr ρ EW
density (ρ ) yang dipakai: base metal: 7,85 g/cm3, lapisan Zn : 7,14 g/cm3, lapisan Fe-Zn : 7,1826 g/cm3
:
= = = = =
Laju korosi (mm/yr) 3,27 x 10-3 g/µA cm yr Rapat Arus saat Ecorr (µA/cm2) density (g/cm3) Equivalent Weight (Berat Ekivalen)
EW yang dipakai: base metal: 27,78 lapisan Zn : 32,695 lapisan Fe-Zn : 32,4
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
HASIL UJI POLARISASI POTENSIODINAMIK
Hasil Perhitungan Laju Korosi pada Pengujian Potensiodinamik Polarisasi Potensiodinamik Konsentrasi NaCl(M)
% cold work
0%
10% 0,5 20%
40%
lapisan
Ecorr
Icorr
Corr Rate
Corr Rate
(V)
(µA/cm2)
(mmpy)
(mpy)
Zn
-1,057
3,02
0,045221
1,780954
Fe-Zn
-1,049
0,88
0,012981
0,511223
Fe
-0,519
1,11
0,012845
0,505881
Zn
-1,117
10,18
0,152433
6,00335
Fe-Zn
-1,026
0,96
0,014161
0,557697
Fe
-0,557
1,82
0,021061
0,829462
Zn
-1,072
156,78
2,347586
92,4563
Fe-Zn
-1,056
33,11
0,488395
19,23475
Fe
-0,637
81,94
0,948214
37,34404
Zn
-1,049
103,14
1,544394
60,82372
Fe-Zn
-1,051
9,41
0,138804
5,466597
Fe
-0,677
56,52
0,654052
25,75891
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
Pengaruh % cold work (reduksi area) terhadap laju korosi masing-masing lapisan hasil Hot
dip galvanizing
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
100
Laju Korosi (mpy)
80
lapisan Zn
60
40
lapisan Fe
20 lapisan Fe-Zn
0 0
10
20
30
40
% cold work
Pengaruh % cold work (reduksi area) terhadap laju korosi masing-masing lapisan hasil Hot dip
galvanizing
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
HASIL UJI METALOGRAFI
Zn Zn Fe-Zn
Fe-Zn Fe Fe
50µm
50µm
10% COLD WORK
0% COLD WORK
Zn Zn Fe-Zn Fe-Zn Fe Fe
50µm
50µm
20% COLD WORK
40% COLD WORK Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
Hasil difraksi sinar-X 0% CW 40% CW
: NiSi
relative intensity
: Zn : ZnO
0%CW
10
20
30
40
50
60
70
40% CW 2 theta
80 o
Teknik Material dan Metalurgi FTIITS
90
Berdasarkan data hasil pengujian dan perhitungan yang telah dilakukan, disimpulkan bahwa:
Derajat deformasi plastis yang diberikan pada base metal dapat menyebabkan internal stress, sehingga menyebabkan laju korosi dan laju pembentukan lapisan intermetalik Fe-Zn semakin meningkat. Adapun temuan lain yang dihasilkan dari penelitian ini yaitu lapisan paduan Fe-Zn hasil hot dip galvanizing mempunyai laju korosi paling rendah daripada lapisan Zn maupun base metal (lapisan Fe)
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
Percobaan dilakukan pada derajat pengerjaan dingin yang lebih tinggi sehingga dapat mengetahui nilai derajat deformasi optimum pada AISI 1020 yang dilapisi seng dengan metode hot dip galvanizing. Perlu adanya variasi kecepatan fluida pada pengujian selanjutnya untuk melihat kinerja lapisan hasil Hot Dip Galvanizing pada fluida yang bergerak. Perlu adanya variasi temperatur pada pengujian selanjutnya untuk melihat ketahanan hasil Hot Dip Galvanizing pada temperatur tinggi.
Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS
