[INFO] Proses "solution treatment" AISI 304 untuk full Austenite

Rekan-rekan para blogger sekalian, kebetulan saya sedang melakukan preparasi sampel untuk pengujian korosi retak tegang dengan metode beban statis. Sampel AISI 304 (18Cr-8 Ni) dipreparasi dengan dipanaskan 1100^oC dan tahan 3600 detik kemudian di celup cepat (quenching) di baik air. Metode preparasi ini dinamakan solution treatment. Tujuan heat treatment ini dilakukan untuk menghomogenasi seluruh fasa austenit (gamma) berstruktur FCC.

Pada temperatur kira-kira 800⁰C, larutan padat (solid solution) tidak stabil, unsur karbon melebihi tingkat batas kelarutan fasa austenit. Ini dikarenakan kehadiran unsur krom (Cr) sebagai penstabil karbida. Baja AISI 304 dapat membentuk senyawa krom karbida (M23C6). Pembentukan karbida membutuhkan waktu berdifusi sehingga proses pendinginan cepat (quenching) dilakukan untuk menghindari senyawa.

Pembentukan senyawa krom karbida di batas butir austenitic stainless steel disebut sensitasi umumnya terjadi di bidang pengelasan. Ini akan menyebabkan dekohesi butir sehingga terjadi retakan-retakan di batas butir terlihat pada Gambar 1. Jika baja dipanaskan kembali, endapan M23C6 akan terjadi. Karena proses nukleasi (pengintian) dipertimbangkan mudah dibatas butir, ini bertedensi sangat kuat untuk pengedapat secara local. Tergantung komposisi, senyawa karbida ini terjadi dibatas butir walau hanya beberapa menit di temperatur 750⁰C.

(photo courtesy M. Shimada (Shimada et al, Acta Mater., 2002:50, p2331).

Range temperatur saat terjadinya sensitasi logam melalui proses kinetika difusi sangat lambat saat bertranformasi antara temperatur 400 -800⁰C. Sehingga penulis menyarankan bahwa untuk melakukan perlakuan panas pada austenitic stainless steel seperti AISI 304 jangan sekali-kali melakukan pendinginan udara (tungku) karena menyebabkan pembentukan senyawa karbida. Rekan-rekan diharuskan untuk melakukan proses cepat. Terlihat pada Gambar dibawah ini. Saat melakukan solution treatment harus dilakukan dengan menggunakan dapur tungku suhu tinggi hingga 1200^oC.

(foto penulis saat perlakuan panas "solution treatment" logam AISI 304)

• Peralatan umum yang dibutuhkan dalam melakukan treatment ini adalah
• Perangkat tungku pemanas hingga temperature 1600^oC
• Perangkat thermocontrol dan thermocouple (tipe K)
• Water cooler untuk mendinginkan tube
• Gas Argon untuk mengurangi dampak oksidasi di permukaan stainless steel karena mudah teroksidasi kalau ada oksigen disekitar.

Pencelupan cepat dengan menggunakan air biasa atau lebih baik lagi menggunakan air es.

Untuk mendapatkan penjelasan lebih lanjut lagi atau ingin E-Book yang berkaitan dengan ini silahkan hubungi saya.