View
14
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
PENGARUH VARIASI KONSENTRASI LARUTAN
NaCl TERHADAP KETAHANAN KOROSI HASIL
ELEKTROPLATING Zn PADA COLDROLLED STEEL
AISI 1020
Oleh:Pathya Rupajati (2706 100 039)
Dosen Pembimbing:Prof. Dr. Ir. Sulistijono, DEADr. Sungging Pintowantoro, ST, MT
JURUSAN TEKNIK MATERIAL DAN METALURGIFAKULTAS TEKNOLGI INDUSTRIINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
2010
SIDANG TUGAS AKHIR
PAPER REVIEW
Z.I.Ortiz, P.Diaz Arista, R.Ortega Borges, G.Trejo 2009, “Characterization of The Corrosion Products of Electrodeposited Zn, Zn-Co and Zn-Mn Alloys Coatings”. Mexico
karakterisasi terhadap hasil korosi pada elektroplating Zn
dengan menggunakan larutan ektrolit asam dan basa dengan baja AISI 1018 sebagai katodanya. Lapisan Zn yang dihasilkan yang diuji SEM dan XRD menunjukkan bentuk yang padat, halus, mengkilap dan mengandung unsur Zn. Korosi yang terjadi yang diuji polarisasi menunjukkan bahwa CR Zn adalah 1.06mm/year. Karakterisasi pada lapisan pasif melalui uji XRD menunjukkan adanya Zink oksida, zink hydroxide chloride, hydrozincite dan zinc carbonate hydrate.
◊ Pelapisan seng secara elektroplating pada baja untuk melindungi permukaan benda dari karat (mencegah terbentuknya karat) karena kontak langsung dengan udara, memberikan penampilan yang menarik.
◊ Aplikasi pelapisan dengan seng secara elektropolating:
- Peralatan listrik
- komponen otomotif
- Kukomposen mesin kapal
◊ Pada penelitian ini, dilakukan analisis ketahanan produk korosi yang dihasilkan dari electroplating seng (Zn) dengan base metal yang telah mengalami proses coldrolled dengan variasi % cold working, yaitu 0% dan 40%, dan variasi konsentrasi larutan NaCl, yaitu 0.2M, 0.35M dan0,5M. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakanpotensiostat, XRD (X-Ray Difraction), mikroskop optik dan mikroskop stereo.
LATAR BELAKANG
Bagaimana pengaruh konsentrasi larutan NaCl terhadap ketahanan korosi yang dihasilkanelektroplating Zn pada coldrolled steel AISI 1020
PERUMUSAN MASALAH
1. Pelapisan hasil elektroplating dianggap homogen
2. Hasil elektroplating dianggap merata dan homogen.
3. Base material uji dianggap homogen.
4. Tidak terdapat impurities dalam larutan.
5. Larutan elektrolit dianggap homogen
BATASAN
MASALAH
Mempelajari pengaruh konsentrasi larutan NaCl terhadap ketahanan korosi hasil electroplating Zn pada coldrolled steel AISI 1020
TUJUAN
Komposisi Baja AISI 1020
No. Komposisi Kadar No. Komposisi Kadar
1. Fe 98,2900 9. Al 0,0000
2. C 0,1700 10. V 0,0130
3. Si 0,1500 11. W 0,0530
4. Mn 0,8500 12. Ti 0,0000
5. Cr 0,1000 13. Nb 0,0000
6. Ni 0,0360 14. B 0,0000
7. Mo 0,0018 15. S 0,2000
8. Cu 0,3400 16. P 0,0280
Penentuan Derajat Deformasi• Derajat deformasi dapat ditentukan melalui
perubahan luasan (percent reduction of area) darimaterial yang mangalami penekanan, yaitu
• Di mana:
%RA = Persentase pengurangan area
Af = Luas area setelah penekanan
Ao = Luas area sebelum penekanan
1. .corrK I EWCR
Dimana:
CR = Laju korosi (mm/yr)
K1 = 3,27 x 10-3 g/µA cm yr
Icorr = Rapat Arus saat Ecorr (µA/cm2)
ρ = density (g/cm3) Zn = 7,14 (g/cm3)
EW = Equivalent Weight (Berat Ekivalen) Zn= 32,69
Diagram Alir Penelitian
Start
Preparasi peralatan
dan spesimen
Cold Working
0% dan 40%
Elektroplating Zn
Uji Polarisasi Potensiodinamik
dengan konsentrasi larutan NaCl
0.2M, 0.35M dan 0.5M
Pengujian X-RD
Data
Analisis Data
Kesimpulan
End
Pengujian Mikroskop
optik
Uji Imersi
Produk korosi dari
substrat ?
Ya
Tidak
1) Material Katoda
Spesifikasi: - Baja AISI 1020
- Dimensi : t = 7.2mm, l = 25mm, p = 570mm
20mm 7,2mm
7,2mm 20mm
20mm
2) Material Anoda : Zn berbentuk rod/batang
3) Larutan NaOH 10%
4) Larutan HCl 5%
Bahan
Larutan 1 :
Perbandingan untuk tiap liter air :
- Seng sulfat (ZnSO4) : 370 gram/liter
- Amonium klorida (Na2SO4) : 100 gram/liter
Kondisi Operasi :
- Rapat arus :3,15–3,1A/dm2
- Temperatur : 20– 30C
Larutan 2 :
Perbandingan untuk tiap liter air :
- Seng Sulfat (ZnSO4) : 240 gram/liter
-Ammonium Chlorida (MgSO4) : 15 gram/liter
Kondisi Operasi :
-Temperatur : 20 – 30 C
- Rapat arus :3,07 – 3,17 A/dm2
Larutan elektroplating
Larutan 3 :
Perbandingan untuk tiap liter air :
- Seng sianida (Zn SO4) :227gram/liter
-Monium Klorida (NH4Cl) : 30 gram/liter
-Kondisi Operasi :
- Temperatur : 20 - 30C
-Rapat arus : 3,12 – 3,17 A/dm2
Larutan elektroplating
1. Jangka sorong & Penggaris
2. Kertas gosok grid 200,400, 600, 800,dan 1000
3. Mesin Gerinda & Polshing
4. Dryer
5. Gergaji besi
6. Alat potong plat
7. Mesin cold roll
8. Gelas ukur & Pipet
9. Peralatan untuk elektroplating (bak untuk elektroplating, kabel, adaptor)
10. Timbangan digital & Stopwatch
Peralatan
Hasil uji polarisasi potensiodinamik
-1,500
-1,400
-1,300
-1,200
-1,100
-1,000
-0,900
-0,800
-0,700
-9,0 -8,0 -7,0 -6,0 -5,0 -4,0 -3,0 -2,0 -1,0
Po
ten
tial
(V
) vs
Ere
f
Log Current Density (A/cm2)
0,2M NaCl
0,35M NaCl
0,5M NaCl
-1,500
-1,400
-1,300
-1,200
-1,100
-1,000
-0,900
-0,800
-0,700
-0,600
-9,0 -8,0 -7,0 -6,0 -5,0 -4,0 -3,0 -2,0 -1,0 0,0P
ote
nti
al (
V)
vs E
ref
Log Current Density (A/cm2)
0,2M NaCl
0,35M NaCl
0,5M NaCl
(a) (b)
a) 0%CW pada larutan elektroplating I dengan berbagai konsentrasi NaCl
b) 0%CW pada larutan elektroplating II dengan berbagai konsentrasi NaCl
Hasil uji polarisasi potensiodinamik
-1,600
-1,500
-1,400
-1,300
-1,200
-1,100
-1,000
-0,900
-0,800
-0,700
-0,600
-8,0 -6,0 -4,0 -2,0 0,0
Po
ten
tial
(V
) vs
Ere
f
Log Current Density (A/cm2)
0,2M NaCl
0,35M NaCl
0,5M NaCl
-1,500
-1,400
-1,300
-1,200
-1,100
-1,000
-0,900
-0,800
-0,700
-10,0 -8,0 -6,0 -4,0 -2,0 0,0
Po
ten
tial
(V
) vs
Ere
f
Log Current Density (A/cm2)
0,2M NaCl
0,35M NaCl
0,5M NaCl
c) 0%CW pada larutan elektroplating III dengan berbagai konsentrasi NaCl
d) 40%CW pada larutan elektroplating I dengan berbagai konsentrasi NaCl
(c) (d)
Hasil uji polarisasi potensiodinamik
-1,600
-1,500
-1,400
-1,300
-1,200
-1,100
-1,000
-0,900
-0,800
-0,700
-9,0 -8,0 -7,0 -6,0 -5,0 -4,0 -3,0 -2,0 -1,0
Po
ten
tial
(V
) vs
Ere
f
Log Current Density (A/cm2)
0,2M NaCl
0,35M NaCl
0,5M NaCl
-1,600
-1,500
-1,400
-1,300
-1,200
-1,100
-1,000
-0,900
-0,800
-0,700
-9,0 -8,0 -7,0 -6,0 -5,0 -4,0 -3,0 -2,0 -1,0 0,0
Po
ten
tial
(V
) vs
Ere
f
Log Current Density (A/cm2)
0,2M NaCl
0,35M NaCl
0,5M NACl
(e) (f)
e) 40%CW pada larutan elektroplating III dengan berbagai konsentrasi NaCl
f) 40%CW pada larutan elektroplating III dengan berbagai konsentrasi NaCl
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,2 0,35 0,5
Larutan 1
Larutan 2
Larutan 3
Konsentrasi NaCl (M)
Laju
Ko
rosi
(m
py)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0,2 0,35 0,5
Larutan 1
Larutan 2
Larutan 3
Konsentrasi NaCl (M)
Laju
Ko
rosi
(m
py)
(a) (b)
Garfik hubungan laju korosi dan konsentrasi NaCl
a) Pengerjaan dingin sebesar 0% b) Pengerjaan dingin sebesar 40%
Hasil uji X-Ray Diffraction & uji metalografi
(a) (b) (c) (d)
Uji pada pesimen
dengan %0 CW di
larutan 1
Hasil uji X-Ray Diffraction & uji metalografi
Uji pada pesimen
dengan %0 CW di
larutan II
(b)(a) (d)(c)
Hasil uji X-Ray Diffraction & uji metalografi
Uji pada pesimen
dengan %0 CW di
larutan III
(a) (b) (c)(d)
Hasil uji X-Ray Diffraction & uji metalografi
(a) (b) (d)(c)
Uji pada pesimen
dengan %40 CW di
larutan I
Hasil uji X-Ray Diffraction & uji metalografi
Uji pada pesimen
dengan %40 CW di
larutan II
(a) (b) (c) (d)
Hasil uji X-Ray Diffraction & uji metalografi
(a) (b) (c) (d)
Uji pada pesimen
dengan %40 CW di
larutan III
Kesimpulan• Pada pengerjaan dingin sebesar 0% pada larutan elektroplating III, laju korosi
tertinggi berada pada konsentrasi NaCl 0.35M, yaitu sebesar 73,77mpy ,sedangkan laju korosi terkecil berada pada konsentrasi NaCl 0,2M pada larutanelektroplating II yaitu 0,7862mpy. Pada pengerjaan dingin sebesar 40% , lajukorosi tertinggi berada pada konsentrsi 0,35M NaCl pada larutan elektroplatingIII, yaitu sebesar 13,5284mpy, sedangkan laju korosi terkecil berada padakonsentrasi NaCl 0,2M pada larutan elektroplating II yaitu 0,2972mpy.
• Pada konsentrasi 0,2M ke 0,35M, Icorr dari baja AISI 1020 mengalami kenaikansehingga menyebabkan baja tersebut terkorosi. Tetapi pada konsentrasi 0,35Mke 0,5M Icorr mengalami penurunan,sehingga menyebabkan baja tersebutmengalami pasivasi (hilangnya reaksi korosi).
• Pada pengerjaan dingin 0% larutan elektroplating I,II dan III terbentuk karatberupa unsur dan senyawa Fe, sedangkan pada 40% tidak terbentuk karat.Unsur yangterbentuk pada spesimen ini adalah unsur dan senyawa Zn. Hal initelah dibuktikan dengan hasil ujiXRD
Saran• Parameter variasi konsentrasi larutan NaCl
sebaiknya diperbanyak agar mendapatkan data yang lebih akurat dan mendapatkan nilai laju korosi optimum.
• Parameter dari elektroplating sebaiknya diberikan pada penelitian selanjutnya.
• Perlu adanya persentase pengerjaan dingin dengan kadar yang lebih tingggi agar mendapatkan nilai optimum.
Recommended