KETERKAITAN KANDUNGAN FASA DELTA FERRIT DAN KOROSI PADA LASAN BAJA TAHAN KARAT

Penyambungan logam dengan sambungan las merupakan bagian dari proses manufaktur yang sering diaplikasikan di dunia industri. Proses pengelasan merupakan penggabungan dua material atau lebih yang umumnya terdapat pada logam. Proses ini dilakukan dengan melelehkan benda kerja dan menambah material ”filler” untuk membentuk ikatan kuat antara logam. Dua hal yang harus diperhatikan dalam pengelasan baja tahan karat adalah memberikan kondisi bebas retak pada lasan ,dan menjaga lasan dan daerah ”heat-affected zone” (HAZ) memiliki sifat ketahanan korosi sama dengan logam dasar. Pengontrolan material ”filler”, input panas, permukaan lasan. dan menjaga prosentase delta-ferit di mikrostruktur lasan dapat meningkatkan ketahanan korosi [1].
Logam lasan baja tahan karat tipe austenit tipe 300 umumnya mengandung 2 – 10 % fasa delta-ferit agar supaya menghindari masalah retak akibat pembekuan[2]. Jumlah dan morfologi daerah delta-ferrite merupakan fumgsi rasio kimia lasan ( Creq/Nieq). Proses siklus pemanasan dan pendinginan cepat yang terjadi selama proses pengelasan mempengaruhi mikrostruktur dan komposisi permukaan lasan.[3]. Mikrosegregasi unsur krom dan molibdenum terjadi selama pembekuan dan pendinginan lasan pada baja tahan karat tipe 316. Proses mikrosgregasi ditemukan pada batas interfasa / [4,5].

Delta ferrite umumnya dikontrol untuk mencegah retak mikro pada lasan baja tahan selama pengelasan. Grafik untuk memprediksi prosentase delta-ferit dengan menggunakan diagram Schaeffler-DeLong . Delta-ferit mempunyai struktur bcc. Selama solidifikasi dan struktur bcc ditahan pada suhu ruangan. Delta ferit dikontrol oleh unsur krom, molibdenum, Niobium, silikon, nikel, karbon, nitrogen, mangan dan tembaga. Semakin tinggi prosentase delta-ferit, semakin mudah proses transformasi martensit terbentuk sehingga sifta keuletan rendah dan rentan retak.

Keberadaan delta-ferit pada lasan menyebabkan terjadinya korosi. Jika prosentase paduan delta ferit di bawah 2% cukup baik untuk fabrikasi namun paduan tersebut mengakibatkan retakan mikro selama pengelasan[6]. Pada proses pengelasan, keberadaan fasa ferit mempunyai kecenderungan membentuk fasa intermetalik getas seperti fasa sigma dibandingkan fasa austenit. Fasa sigma-ferit menyebabkan penggetasan di suhu ruang.Bentukan struktur mikro hasil lasan sama dengan pengecoran. Struktur memiliki bentuk dendrit kasar dengan ketidakhomogen kimia yang menyebabkan logam lasan bersifat anodik dan logam dasar bersifat katodik di lingkungan korosif. Keberadaan daerah anodik dan katodik memberikan kondisi korosi galvanik.

Kecenderungan terjadinya korosi batas butir terjadi di daerah HAZ (heat affected zone) dimana temperatur mencapai daerah austenisasi (>10500C). Korosi batas butir berhubungan dengan proses sensitasi di rentang suhu 425 to 815 °C. Proses sensitasi terjadi dengan pembentukan krom karbida di batas butir. Pembentukan karbida dihubungankan dengan kadar karbon di dalam baja tahan karat austenitik. Pendinginan secara perlahan setelah proses pengelasan memberikan kesempatan krom untuk bersegregasi ke batas butir dengan membentuk karbida sehingga proses sensitasi berlangsung. Proses pembentukan karbida maksimum pada suhu 6750C (12500F)[7]. Disisi lain jika dipanaskan kembali (reheating) untuk mengurangi tegangan sisa di kisaran suhu sensitasi, Kondisi sensitasi material akan terbentuk.

DAFTAR PUSTAKA
1. Hira Ahluwalia, Improving corrosion resistance through welding, fabrication methods, The FABRICATOR®, 2003
2. F. C. HULL, weld. J. 46 (1967) 399s.
3. M. G. PUJAR, R. K. DAYAL, Microstructural evaluation of molybdenumcontaining stainless steel weld metals by a potentiostatic etching technique, JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE 33 (1998) Hal. 2691
4. O. HAMMAR and U. SVENSON, Solidification and Casting of Metals, The Metals Society, London, 1979, Hal. 401.
5. R. A. FARRAR, Stainless Steels 84, the Institute of Metals, London, 1986 Hal. 336.
6. John C. Tverberg, The Role of Alloying Elements on the Fabricability of Austenitic Stainless Steel, Metals and Materials Consulting Engineers,Hal.4
7. J.D. Fritz, Effects of Metallurgical Variables on the Corrosion of Stainless Steels, Corrosion: Fundamentals, Testing, and Protection, Vol 13A, ASM Handbook, ASM International, 2003