BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Seiring dengan

1
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan berkembangnya teknologi telah dihasilkan baja tahan karat
dengan berbagai jenis berdasarkan struktur mikro atau mekanisme peningkatan
kekuatannya sesuai dengan fungsi dan tujuan pemakaian. Perkembangan ini mulai
dari paduan yang telah memungkinkan kemajuan dan pertumbuhan proses kimia
serta sistem pembangkit listrik di mana teknologi ini di masyarakat kita sangat
dibutuhkan . Selanjutnya beberapa sub kategori penting dari baja tahan karat telah
dikembangkan salah satunya adalah baja tahan karat austenitic.
Baja tahan karat (stainless steel) jenis austenitic adalah baja tahan karat
yang bersifat non magnetik dan mengandung 18% kromium dan 8% nikel. Bahan ini
memiliki kombinasi yang menarik diantaranya adalah memiliki kekuatan yang baik,
keuletan, ketangguhan dan ketahanan korosi yang sangat baik dan mampu las yang
baik. Karena keunggulan ini, baja tahan karat austenitic digunakan dalam berbagai
aplikasi, seperti material implant, biomedis dan petrokimia, otomotif, dan teknik
kimia (Tri Hardi,dkk.,2016)
Banyak penelitian dasar dan terapan telah dilakukan pada austenitic stainless
steel dan paduannya baik secara mikroskopik atau secara makroskopik, salah satunya
adalah stainless steel 316-L (SS 316-L). Penelitian tekstur dengan menggunakan SS
316-L telah dilakukan sejak beberapa tahun yang lalu, misalnya pengembangan
tekstur pada SS 316-L setelah dilakukan pengelasan maupun pengerolan.
Pemilihan material SS 316L didasarkan pada komposisi kimia yang telah
dikembangkan untuk memperoleh struktur FCC yang stabil, rasio kekuatan luluh dan
kekuatan tarik yang sangat rendah. Selain itu, stainless steel austenitic lebih unggul
dari stainless steel ferritic dalam ketahanan terhadap korosi karena kepadatan atom
kristalografi yang lebih tinggi. (Bombac, dkk.,2007)
Bahan ini biasanya digunakan dalam bentuk polikristal. Pada bahan-bahan
polikristal, masing-masing butir memiliki orientasi kristalit yang berbeda satu
dengan yang lain. Umumnya suatu material memiliki bentuk polikristal dimana
masing-masing butir memiliki pengelompokan arah orientasi kristalit yang berbeda
satu dengan yang lain sehingga bahan tersebut dikatakan bertekstur (JL.Jhones,2004)
Universitas Sumatera Utara
2
Tekstur merupakan sumber utama ketidakisotropisan sifat-sifat fisika dan
teknik bahan. Tekstur juga sangat peka terhadap beberapa proses dalam zat padat
yang berhubungan dengan perubahan orientasi kristalit. Terdapatnya tekstur
menyebabkan logam mempunyai sifat yang berbeda jika diukur pada arah yang
berbeda. Kondisi seperti ini disebut anisotropis. (Cullity,1976)
Secara umum analisis tekstur digunakan untuk menentukan sifat anisotropi
suatu bahan polikristalin yang mengandung jutaan butir kristal. Material dianggap
bertekstur ketika orientasi butir tidak acak. Sifat anisotropi bahan seperti deformasi
plastik, berbagai sifat mekanik, korosi dan oksidasi disebabkan oleh tekstur.
Salah satu metode pengukuran tekstur adalah menggunakan metode
difraksi neutron karena neutron memiliki daya tembus yang sangat jauh sehingga
mampu menembus sampai pada
bagian dalam (bulk) material. Pengukuran tekstur
menggunakan difraksi neutron pertama dilakukan oleh Brockhouse (1953) dengan
beberapa perkembangan dan perbaikan metode seperti pendekatan matematika untuk
analisis tekstur kuantitatif. (Brokmeier,1999).
Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis Stainless Steel 316-L
berbentuk batang (rod). Untuk melakukan karakterisasi struktur kristal Stainless
Steel 316-L dilakukan dengan melakukan kalibrasi alat menggunakan sampel standar
Silikon 640-d. Dipilihnya sampel standar dimaksudkan agar sudut Bragg kalkulasi
dapat dihitung dengan tepat dan sudut Bragg observasi dapati diamati dengan teliti.
Hasil analisis kalibrasi alat diperoleh dengan metode penghalusan Rietveld seperti
nilai panjang gelombang neutron dan faktor caglioti yang digunakan sebagai
parameter masukan untuk melakukan karakterisasi struktur kristal dan fasa Stainless
Steel 316-L.
Penelitian ini menggunakan pengukuran makrotekstur dengan alat Four
Circle Diffractometer/ Texture Diffractometer (DN-2) . Stainless Steel 316 L
dikarakterisasi dengan pola difraksi neutron pada puncak Bragg dan analisis tekstur
dalam bentuk pole figure menggunakan proyeksi stereografi. Proyeksi stereografi
umumnya dipakai untuk menentukan orientasi kristal yaitu untuk penemuan orientasi
tekstur dari logam.
Universitas Sumatera Utara
3
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka permasalahan yang akan dibahas
dalam laporan ini adalah :
1. Bagaimana menentukan panjang gelombang dan melakukan kalibrasi alat
menggunakan sampel standar Silikon 640-d.
2. Bagaimana karakterisasi struktur kristal Stainless Steel 316-L untuk
menentukan parameter kisi dan fasa dengan metode difraksi neutron.
3. Bagaimana pengukuran tekstur bahan Stainless Steel 316-L dalam
menentukan arah orientasi kristalit dalam bentuk pole figure dengan
difraktometer tekstur.
1.3 Batasan Masalah
Untuk mendapatkan suatu hasil penelitian dari permasalahan yang ditentukan,
maka perlu ada pembatasan masalah penelitian, yaitu :
1. Menentukan struktur kristal dan fasa bahan Stainless Steel 316-L.
2. Menganalisis tekstur Stainless Steel 316L dengan teknik difraksi neutron
menggunakan proyeksi stereografi.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah bertujuan :
1. Menentukan panjang gelombang dan faktor caglioti/faktor alat menggunakan
sampel standar Silikon 640-d.
2. Menentukan strukur kristal dan fasa bahan Stainless Steel 316-L dengan
metode difraksi neutron.
3. Menganalisis pole figure untuk menentukan arah orientasi kristalit pada
Stainless Steel 316-L menggunakan proyeksi stereografi.
Universitas Sumatera Utara
4
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah :
1. Setelah dilakukan penelitian tekstur, dapat dengan mudah mengatur berbagai
sifat struktural dan mekanik dari suatu material untuk menyesuaikan tekstur
dalam meningkatkan kualitas suatu bahan selama berbagai proses seperti
solidifikasi, deformasi plastis dan fase transformasi.
2. Dengan menggunakan hamburan neutron, karakterisasi tekstur bahan menjadi
lebih lengkap karena neutron memiliki daya tembus yang tinggi terhadap
suatu material.
3. Mengetahui karakteristik Stainless Steel 316-L sehingga dapat digunakan
dalam berbagai jenis aplikasi seperti industri, biomaterial,dll.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada masing – masing bab adalah sebagai berikut :
Bab 1
Pendahuluan
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, rumusan masalah,
batasan masalah yang akan diteliti, rumusan masalah, tujuan
penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
Bab 2
Tinjauan Pustaka
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk
proses pengambilan data, analisa data serta pembahasannya.
Bab 3
Metodelogi Penelitian
Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram
alir penelitian, dan prosedur penelitian.
Bab 4
Hasil dan Pembahasan
Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa yang
diperoleh dari penelitian berupa hasila analisis tekstur Stainless Steel
316-L dengan metode pole figure.
Bab 5
Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari penelitian
dan memberikan saran untuk penelitian yang lebih lanjut.
Universitas Sumatera Utara