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.

11 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.

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: