Pengaruh Mangan (Mn)

Baja karbon polos dapat mengandung unsur mangan (Mn) sampai dengan 0,8%, yang sengaja dibubuhkan kedalam cairan untuk tujuan deoksidasi dan khususnya sebagai pengikat unsur belerang (S).

Pada temperatur kamar, besi α mampu melarutkan unsur Mn sampai dengan 10%, dengan demikan kandungan Mn yang kecil tidak akan memunculkan fasa-fasa yang khusus pada struktur mikro baja karbon polos, kecuali mangansulfida (MnS). Oleh karenanya, kandungan mangan pada baja karbon polos tidak dapat diperkirakan jumlahnya melalui gambar struktur mikronya.

Sebagian dari mangan akan bersenyawa dengan sementit dan membentuk karbida besimangan (Fe, Mn)3C yang pada proses pemanasan akan sangat cepat terurai kedalam austenit (γ) sehingga kristal campuran γ akan memuai tanpa dapat dicegah. Baja dengan kandungan Mn lebih tinggi akan sangat sensitip terhadap perlakuan pemanasan serta cenderung memiliki butiran-butiran yang kasar.

Suatu karakter khas dari baja paduan Mn tinggi adalah strukturnya yang berserat. Perbandingan hasil uji takik antara potongan memanjang dengan melintang dapat sampai 5 : 1. Serat-serat ini terjadi karena Mn memiliki kemampuan reaksi yang tinggi dengan berbagai unsur nonmetalik menjadi MnO, MnS, MnO.SiO2 dan (MnO)2.SiO2 yang terbentuk sebagai serat-serat memanjang.

Juga akibat dari persenyawaannya dengan unsur belerang (S) menjadi mangansulfid (MnS) yang memiliki temperatur lebur tinggi, baja dengan kandungan Mn tinggi tidak mudah patah pada temperatur tinggi. Perbandingan kandungan Mn dengan S yang ideal menurut Pigott adalah sebagai berikut:

CMn = 0,3 + 1,72 . CS

Dimana:

CMn = Kandungan mangan.

CS = Kandungan belerang.

Contoh adalah, suatu baja dengan kandungan S = 0,06%, bila didalamnya terdapat pula Mn = 0,4%, maka bahan tersebut memiliki ketahanan cukup terhadap takikan panas.

Advertisements

34 responses

20 12 2011
stefanus

saya mendapat informasi pada baja mangan kadar tinggi, di luar negeri di lakukan explosive hardening…semacam peledakan di ruangan tertutup,
a)itu prinsipnya seperti apa yah pak?
b)sifat mekanik apa yang dikejar?
c)apakah bedanya dengan hardening seperti biasa dengan proses quench,dll?
terima kasih

note: pak, belum ada halaman yang membahas khusus heat treatment yah pak?thanks

20 12 2011
R. Widodo

Yth mas Stefanus.

Explosive hardening atau dikenal juga dengan sebutan shock hardening merupakan salah satu metode pengerasan permukaan dengan memanfaatkan daya ledak yang kuat serta memberikan tekanan spontan dan merata keseluruh permukaan produk disekitarnya.

Pada baja biasa tekanan spontan ini akan mengubah bentuk struktur dipermukaan menjadai seperti struktur pengerjaan dingin yang gepeng serta getas namun kekerasannya meningkat. Pada baja paduan Mn tinggi, struktur bahan adalah austenit, dimana oleh karena pelepasan energi yang sangat cepat akan berubah menjadi struktur martensit. Pelepasan energi cepat tersebut bisa dihasilkan secara thermal shock (quench) maupun mechanical shock (impact) dimana ketika mendapat beban impact, bahan akan melawan dengan melepas energi sebesar energi impack yang diterimanya.

Pelepasan energi spontan akibat impack (explosion) inilah yang kemudian menyebabkan struktur dipermukaan baja high Mn yang semula austenitik menjadi martensitik.

Semoga berguna.

20 12 2011
stefanus

terima kasih pak, sangat berguna sekali da membrikan manfaat…

13 12 2012
Andry Jitro

kepada yang terhormat pak widodo

pak saya di suruh menentukan 5 variabel persentase paduan Mg pada Aluminium. Saya mohon saran dari bapak mengenai ini.

Mohon bantuannya pak
Terima Kasih

18 12 2012
R. Widodo

Yth mas Andry

Ini saya sarikan dari ASM Metals Hanbook vol 2, sisanya silakan Anda baca disumber yang sama.

Mangan (5-50 ppm) merupakan unsur paduan umum pada aluminium. Memiliki sifat meningkatkan kekerasan baik sebagai paduan maupun presipitat. Karena kelarutannya yang sangat rendah, Mn dipadukan untuk keperluan presipitasi dan atau untuk mengontrol ukuran butiran, menaikkan suhu rekristalisasi serta meningkatkan pembentukan struktur fibrous (padat dan granular) pada proses pengerjaan panas. Sebagai presipitat ia mampu meningkatkan sensitifitas kuens, memperlambat efek aging recovery serta mencegah pertumbuhan butiran. Mn juga memiliki efek untuk mengurangi efek perapuhan yang disebabkan oleh pembentukan struktur jarum oleh unsur Fe.

Diatas 1.25%, Mn merupakan paduan utama seri 3xxx dengan ataupun bersama dengan Mg serta digunakan pada produk2 pelat, food packaging serta berbagai kaleng minuman. Selain itu gabungan Mn dengan berbagai unsure lain seperti Fe, Cr dan logam2 transisi lainnya harus dibatasi untuk mengurangi pembentukan kristal2 intermetalik primer berupa presipitat yang terjadi pada keadaan cair maupun semisolid. Pada paduan 3003 dan 3004 gabungan Mn+Fe harus dibatasi dibawah 2% untuk mencegah pembentukan kristal primer (Fe,Mn)Al6.

Semoga membantu.

5 09 2013
Daniel

Pak, saya mau bertanya pengaruh mangan pada FC dan FCD (baik itu pengaruh baik maupun pengaruh buruk)
dan minta tolong dijelaskan fenomena yang terjadi Pak
terima kasih

9 09 2013
R. Widodo

Yth mas Daniel

Mangan (Mn) akan bereaksi dengan belerang (S) dan membentuk mangan silikat (MnS) yang pada FC/FCD berfungsi sebagai partikel inti pembekuan. Selebihnya akan membentuk karbida dan tersegregasi pada batas2 butiran yang berdampak penurunan duktilitas. Khususnya pada FCD Mn dibatasi pada 0.2-0.3% saja.

Dengan demikian, Mn ditetapkan sbb:

Mn = 1.7 x %S + 0.3%

jadi:
a. Mn dibutuhkan untuk mereaksi S menjadi MnS dan menjadi inti pembekuan. Dg demikian (khususnya FC) proses inokulasi bisa tidak diperlukan.
b. Mn membentuk karbida, jadi ia merupakan pembentuk perlit. Untuk “hanya” membentuk perlit diperlukan cukup 0.3% Mn (selain yang telah menjadi MnS)
c. Kelebihan Mn akan membentuk segregasi karbida pada batas2 butir yang akan mengurangi keuletan FCD.

Semoga membantu.

9 09 2013
Daniel

terima kasih Pak,, sangat membantu

lalu bagaimana dengan terjadinya blow hole akibat adanya Mn pak?
benarkah bisa terjadi blow hole pada casting akibat Mn?
tolong infonya pak

11 09 2013
R. Widodo

Yth mas Daniel

Blow hole terjadi karena adanya hot spots, misalnya karena ada sudut2 pasir cetakan yang tajam, sehingga modul daerah tersebut menjadi tinggi dan terjadi rongga shrinkage. Karena rongga ini kosong (vacuum), sedangkan udara disekitarnya memiliki tekanan 1 Atm, maka udara akan tersedot kedalam rongga dan meniup rongga shrinkage menjadi menjorok lebih dalam.

Jadi tidak ada hubungan langsung antara kandungan Mn dengan cacat blow hole yg saya maksud diatas.

Semoga membantu.

29 02 2016
zanuarsah

pak gmn caranya untuk mengurangi non metalik inclusion, sedang kan produksi yang dibuat baja mangan tinggi.trims

1 03 2016
R. Widodo

Yth mas Zanuarsah.

High mangan steel memiliki terak dengan basisitas tinggi serta sangat korosif terhadap lining maupun pasir cetak yang mengandung silika. Kebanyakan dari inklusi nonmetalik pada proses peleburan bahan ini memang berasal dari lining maupun pasir cetak (silika). Maka perhatikan kedua hal tersebut.

a. Lining: Baik untuk furnace maupun ladle, pilih bahan lining sesuai peruntukannya, yaitu untuk peleburan baja mangan tinggi. Tentu harus disertai dengan setting yang benar.
b. Cetakan: Jenis pasir cetak yang selalu bermasalah untuk pengecoran baja mangan adalah greensand dan furan. Jadi sebaiknya tidak digunakan. Selalu lakukan coating dengan bahan berbasis magnesit dengan ketebalan cukup.

Semoga membantu.

21 02 2017
on young

selamat sore pak , saya mau bertanya , saya punya masalah dengan alat berbahan cast iron dengan komposisi 5,54% Si , 0,36% Mn dan 3,24% C , benda tersebut sering mengalami patah. kira-kira paduan atau metode apa yang tepat untuk mengatasinya ? jika memang dapat dilakukan dengan penambahan Mn maka berapa batas maksimal dan minimal saya harus menambahkan unsur Mn tersebut dan bagai mana mekanisme penambahannya pak ?

terimakasih .

22 02 2017
R. Widodo

Yth mas On Young.

Komposisi cast iron pada umumnya adalah C 3.2-3.6, Si 1.6-2 dan Mn 0.7-0.9. Semakin tipis benda maka C dan Si semakin tinggi, sedangkan Mn semakin rendah. Jadi bila komposisi Anda sudah diuji dengan benar, maka bagi saya Si terlalu tinggi (sangat) dan Mn terlalu rendah. Sayang Anda tidak menyebutkan ketebalan rata2 benda yang Anda buat.

Semoga berguna.

22 02 2017
on young

Selamat pagi pak Widodo
Terima kasih sebelumnya pak atas jawabannya, Untuk ketebalan rata-rata nya sekitar 1,5 – 2 cm, kira-kira cara apa yang dapat saya lakukan agar ketangguhan dan kekuatan benda tersebut naik terutama pada temperatur tinggi ?

Terima kasih.

23 02 2017
R. Widodo

Yth mas On Young.

Untuk tebal tersebut, coba komposisi C: 3.4 Si: 1.8, Mn: 0.9 P: 0.02 (max) dan S: 0.02 (max). Pada prinsipnya cast iron tidak diaplikasikan untuk temperatur tinggi.

Semoga membantu.

21 05 2017
muhammad fadly

Berapa lama reaksi mangan yang tercampur pada cast iron

Mohon banruannya pak
Terimakasih

7 08 2017
afrie

selamat siang. saya melakukan uji impak baja mangan kadar Mn 12,95%, dan hasilnya tidak patah setelah di quench, tetapi sebelum di quench patah, apakah pengujian saya tersebut benar ? soalnya memang saya baca baja mangan tnggi tahan terhadap impak

9 08 2017
R. Widodo

Yth mas Afrie

High Mn Steel setelah proses heattreatment (1050 oC, water quench) akan memiliki struktur full austenit sehingga dia ulet. As cast nya mengandung karbida2 batas butir yang menyebabkannya menjadi getas.

Uji impact bahan memang harus patah serta dicatat enerji yang terserap olehnya per luas penampang tertentu. Sebaiknya Anda uraikan cara uji impact yg Anda lakukan.

Semoga membantu.

30 08 2017
Jojo

Selamat sore saya mau tanya implikasi al-Mn dalam bidang teknik / industri /komponen otomotif itu seperti apa?

4 09 2017
R. Widodo

Yth mas Jojo.

Pada paduan aluminium, Mn biasanya dianggap sebagai pengotor (impurity) sehingga dikontrol pada tingkat yang paling rendah. Mn memiliki efek positif pada komponen yang memerlukan mekanisme work hardening. Bila tidak, maka Mn dihindari karena tidak memberikan manfaat yang signifikan. Secara umum Mn dikendalikan pada level <0.5. Selebihnya sudah akan menunjukan penurunan performa Al paduan. Beberapa penelitian mencoba menghubungkan Mn dengan Fe. Dalam hal ini akan terjadi senyawa AlFeMn yang mampu mengurangi efek buruk dari Fe terhadap Al.

Semoga membantu.

9 11 2017
Fajar Akhmad Maulana

Selamat siang Pak Widodo
Saya mau bertanya, faktor apa saja yang mempengaruhi permukaan pada material FCD menjadi tidak rata / kasar diseluruh permukaan. berat casting 2-5 ton. Terimakasih pak.

15 11 2017
R. Widodo

Yth mas Fajar.

Kemungkinan penyebab permukaan FCD,

1. Menjadi tidak rata:
a. Cetakan (bahan cetakan) tidak mampu menahan tekanan yang ditimbulkan oleh pemuaian grafit saat pembekuan.
b. Ada shrinkage, sehingga karena tekanan udara sekitar cetakan (1 Atm), permukaan dekat shrinkage tertekan menjadi cekung.

2. Kasar diseluruh permukaan.
a. Refractorynes pasir kurang sehingga tersinter.
b. terjadi reaksi antara cairan dengan pasir pada permukaan cavity.

Semoga membantu..

29 12 2017
afrie

selamat malam

saya ingin bertanya, apakah disini bisa konsultasi struktur mikro baja mangan ? soalnya saya ada revisi sidang tugas akhir di bagian struktur mikronya, dan saya kurang paham

terimakasih

2 01 2018
R. Widodo

Silakan mas Afrie..

9 01 2018
afrie

ada kontak atau email yang bisa di hubungi ?
soalnya di kolom komentar gak bisa posting gambar

10 01 2018
R. Widodo
10 01 2018
kwukelompok3

Terima kasih, sudah saya kirim ke email 🙂

5 02 2018
Oktavia Eka Prastiwi

Assalamu’alaikum wr.wb Pak Widodo. Saya mau tanya tentang steel Mn yg menggunakan standart SCMnH12 dengan Mn 16-19% yg digunakannya. Saya ingin melakukan proses tretment pendinginan secara cepat (water quench) untuk menjadikannya agar full austenite. Apakah jika saya menggunakan tretment seperti itu dia akan benar2 full austenite Pak? Dapat dilihat dari mikrostruktur nya atau tdk Pak? Jika dia full austenite akan seperti apa mikrostruktur nya yg terjadi Pak?

6 02 2018
R. Widodo

Waalaikumsalam

Yth mBak Eka

Tujuan heattreatment (A3, WQ) pada high manganese steel memang untuk austenisasi. Namun demikian mengingat tingginya kandungan C (1.05-1.35), Mn (16-19) dan Cr (1.5-2.5) akan menyebabkan terbentuknya karbida Mn serta Cr dibatas batas butiran nya. Dimana karbida2 ini memang diharapkan membuat SCMnH12 menjadi lebih keras dari pada SCMnH11 (Mn 11-14) namun demikian memiliki konsekuensi bahan lebih rapuh.

Jadi untuk mendapatkan struktur full austenit (putih cenderung bersegi dengan batas berupa garis2 tipis) sepertinya Anda perlu quench di air yang sangat dingin. Dengan water quech biasa Anda akan mendapatkan struktur mikro austenit yang memiliki batas butir agak tebal.

Semoga membantu.

6 02 2018
Oktavia Eka Prastiwi

Terimakasih Pak Widodo.
Terus apa bedanya treatment quench annealing dengan quenching Pak? Karna saya ingin mengambil tugas akhir seputar treatment yg dilakukan untuk steel Mn.
Tujuan saya untuk menjadikannya full austenite dan menghilangkan batas butirnya Pak. Apakah bisa seperti itu Pak?
Dan saya masih bingung disini, setiap casting pasti ada batas butir ya Pak? Tetapi kenapa pada batas butir steel Mn ini harus dihilangkan?
Apa batas butir ini terbentuk saat pendinginan lambat pada cetakannya Pak? Dan batas butir itu muncul karna ada kandungan karbonnya Pak? Apakah Beneran seperti itu Pak? Apa hanya pengaruh karbon saja yg membuat batas butir itu muncul pada hasil casting? Terus dampak dari batas butir terhadap steel Mn itu sendiri seperti apa Pak?

7 02 2018
R. Widodo

Yth mBak Eka.

Quench/quenching adalah proses pendinginan cepat baik dengan media udara tiup, oli, air dll. Sedangkan anealing adalah pemanasan dan holding pada suhu diatas A3 (lihat diagram biner Fe-Fe3C).

Batas butir terdiri dari karbida2 logam (biasanya dinotasi dengan M3C) jadi dia terbentuk karena senyawa logam baik Fe maupun paduan2nya Mn, Cr, Mo dsb dengan C secara sekunder.

Karbida2 batas butir bisa saja dihilangkan melalui proses anealing dengan holding yang panjang, sehingga apa yang ada dibatas2 butir terlarut kedalam kristal serta ditutup dengan pendinginan yang sangat cepat agar senyawa2 M3C tidak sempat terbentuk.

Semoga membantu.

7 02 2018
Oktavia Eka Prastiwi

Terimakasih Pak Widodo sangat membantu sekali untuk saya.
Pak saya ingin menunjukkan hasil mikrostruktur saya untuk analisanya, tapi tdk bisa di share disini. Untuk mendapat jawaban dari hasil mikrostrukturnya selain komen disini ada via e-mail tdk ya Pak?

9 02 2018
R. Widodo
12 02 2018
Oktavia Eka Prastiwi

Terimakasih Pak Widodo.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s




%d bloggers like this: