View
268
Download
11
Category
Preview:
DESCRIPTION
good stuff
Citation preview
PengolahanLogam Cair
Pertemuan 9
LOGOOutline
Kontrol Komposisi Penambahan Paduan Pemurnian Logam
Gas dalam Logam Cair
Reaksi Pembentukan Inklusi
Kontrol Komposisi Penambahan Paduan Pemurnian Logam
Gas dalam Logam Cair
Reaksi Pembentukan Inklusi
LOGOPengaturan Komposisi
Kontrol/Pengaturan Komposisi logam pengecorandapat dilakukan pada 2 area :
1. Penambahan Paduan2. Memurnikan lelehan logam
Diperlukan Pengamatansecara fisika dan Kimia
Kontrol/Pengaturan Komposisi logam pengecorandapat dilakukan pada 2 area :
1. Penambahan Paduan2. Memurnikan lelehan logam
LOGOKelarutan Paduan logam
Kinetika kelarutan paduan pada bath metal
LOGOPaduan Solid pada temperatur bath
Inkubasi Dissolution
Heat TransferHeat Transfer
t0 = Paduan logam sesaat setelah dimasukan padalogam leleh
t1 = Terbentuk lapisan base metal beku pada permukaan.t2 = Lapisan base metal beku semakin tebal, tetapi
permukaan paduan mulai meleburt3 = Seiiring bagian dalam semakin panas, lapisan base
metal kembali larut.t4 tm= Kelarutan paduan sudah sempurna
Inkubasi Dissolution
LOGO
Heat TransferHeat TransferHeat Fluks
Kecepatan kelarutan alloy dipengaruhi :1. Temperatur Superheat2. Ukuran partikel alloy yang ditambahkan3. Konditifitas panas logam alloy
TemperatureSuperheatKecepatan kelarutan alloy dipengaruhi :
1. Temperatur Superheat2. Ukuran partikel alloy yang ditambahkan3. Konditifitas panas logam alloy
Temperatur SuperheatPeriode Inkubasi < Periode Dissolution
Periode Inkubasi :=> Superheat baja dan Al < T superheat Cast IronPeriode Dissolution :Superheat temperatur >>> dengan naiknya T meltingSehingga Laju pelarutan Al
LOGO
Superheat temperatur >>> dengan naiknya T meltingT melting
Dengan :
tm = Temperatur Melting
H = Panas yang diberikan pada 1 gram alloy saat melebur0 = Densitas AlloyV0 = Volume Alloy
A0 = Luas Area Alloy
Dengan :
tm = Temperatur Melting
H = Panas yang diberikan pada 1 gram alloy saat melebur0 = Densitas AlloyV0 = Volume Alloy
A0 = Luas Area Alloy
LOGOPaduan Liquid pada temperatur bath
t0 = Paduan logam (alloy) sesaat setelah dimasukan padalogam leleh
t1 = Terbentuk lapisan base metal beku pada permukaan.t2 = Lapisan base metal beku semakin tebalt3 = Seiiring bagian dalam semakin panas, lapisan base metal
kembali larut.t4= lapisan base metal beku larut seluruhnyat5= Seluruh alloy larut sempurna
MassTransfer
MassTransferHeat TransferHeat Transfer
t0 = Paduan logam (alloy) sesaat setelah dimasukan padalogam leleh
t1 = Terbentuk lapisan base metal beku pada permukaan.t2 = Lapisan base metal beku semakin tebalt3 = Seiiring bagian dalam semakin panas, lapisan base metal
kembali larut.t4= lapisan base metal beku larut seluruhnyat5= Seluruh alloy larut sempurna
LOGO
Periode Inkubasi
Periode Disolusi
Heat TransferHeat Transfer
Dikontrol oleh
Dikontrol olehMass TransferMass TransferMass Transfer
Dipengaruhi :a. Temperatur leleh alloyb. Dinamika fluida
Fluks Massa Profil konsentrasi kelarutankarbon dalam lelehan Fe-C
LOGO
Dengan :
tm = Temperatur Melting
Cs = Konsentasi aloy pada base metal
= Densitas Liquid Ironr = Densitas alloy solid
Temperatur melting
Dengan :
tm = Temperatur Melting
Cs = Konsentasi aloy pada base metal
= Densitas Liquid Ironr = Densitas alloy solid
LOGOPemurnian Logam
Struktur & Sifat (properties)Cast metal Sensitif thd beberapa Impurietis
Pemurnian dilakukan untuk membersihkan element elemen yang sulit dihindari dari bahan baku (Scrap/Bijihlogam)
Contohnya : Sulfur, Oksigen, Unsur Alkali
Pemurnian dilakukan untuk membersihkan element elemen yang sulit dihindari dari bahan baku (Scrap/Bijihlogam)
Contohnya : Sulfur, Oksigen, Unsur Alkali
LOGOContoh Purifikasi/Pemurnian
Pemurnian Sulfur dari pembuatan cast irondan baja (Desulfurisasi)
**Desulfurisasi pada BajaMengurangi tingkat inklusiMeningkatkan ketangguhan dan kekuatan
baja
**Desulfurisasi pada cast IronMembentuk struktur morfologi grafit bulatMeningkatkan ketangguhan ductile iron
Pemurnian Sulfur dari pembuatan cast irondan baja (Desulfurisasi)
**Desulfurisasi pada BajaMengurangi tingkat inklusiMeningkatkan ketangguhan dan kekuatan
baja
**Desulfurisasi pada cast IronMembentuk struktur morfologi grafit bulatMeningkatkan ketangguhan ductile iron
LOGO
Sulfur dikurangi dari logam cair : 0,006 -0,010% S+ Kalsium yang paling umum digunakan
@ CaSi, CaO, CaC2@ CaO + S = CaS + O@ Konstanta Keseimbangan
+ Magnesium+ Sodium+ Elemen Tanah Jarang
Sulfur dikurangi dari logam cair : 0,006 -0,010% S+ Kalsium yang paling umum digunakan
@ CaSi, CaO, CaC2@ CaO + S = CaS + O@ Konstanta Keseimbangan
+ Magnesium+ Sodium+ Elemen Tanah Jarang
LOGO
Proses Desulfurisasi tergantung pada 3 faktor :1. Konsentrasi Sulfur Awal2. Jumlah desulfurized yang digunakan thd logam3. Efektifitas desulfurized yang diukur mengunakan Rasio
Desulfurisasi (DR)
Mass balance Sulfur yang memperhitungkan 3 faktorMass balance Sulfur yang memperhitungkan 3 faktor
Nilai DR (Desulfurisation Ratio):
Kapasitas Slag Sulfida (Cs) :
LOGOKelarutan Gas dalam Logam cair
Kelarutan Gasdalam Logam cair
Poros dalam bendacasting
Sumber Gas dalam logam cair :
Reaksi antara pasir cetak/mold dengan logamContoh : H2O dalam pasir + C/Si/Mn/Fe/AlH2O + 2Al = Al2O3 + 3H2 H = negatifH2O + C = CO + 3H2 H = negatif
Gas yang terlalut saat solidifikasi
Sumber Gas dalam logam cair :
Reaksi antara pasir cetak/mold dengan logamContoh : H2O dalam pasir + C/Si/Mn/Fe/AlH2O + 2Al = Al2O3 + 3H2 H = negatifH2O + C = CO + 3H2 H = negatif
Gas yang terlalut saat solidifikasi
LOGOReaksi Pembentukan Inklusi
Inklusi : Fasa Nonmetalik/Intermetalik yang terikat dalammatrik logam.
Bentuk Inklusi*Oksida *Sulfida *Nitrida
Merusak properties cast iron
Klasifikasi Inklusi :Exogenous : berasal dari sebab eksternalIndigenous : berasal dari sebab internal/berhubungandengan proses treatment
LOGO
Contoh segregasi dalam benda coran
LOGO
Secara ThermokimiaPrinsipnya : semua reaksi akan berjalan jika tingkat energiproduk lebih rendah dari reaktannya.Contoh
Lelehan Fe pada temperatur 1600C mengandungOksigen terlarut. Dan di tambahkan alumuniumsehingga reaksi kimia dari alumunium dan oksigenterlarut menjadi
2Al + 3O Al2O3 (S) G=negatif
Secara ThermokimiaPrinsipnya : semua reaksi akan berjalan jika tingkat energiproduk lebih rendah dari reaktannya.Contoh
Lelehan Fe pada temperatur 1600C mengandungOksigen terlarut. Dan di tambahkan alumuniumsehingga reaksi kimia dari alumunium dan oksigenterlarut menjadi
2Al + 3O Al2O3 (S) G=negatifDalam bentuk padatanTm = 2072C
LOGO
Pada temperatur 1600C, Al2O3 masih dalambentuk padat dan menjadi inklusi yangterjebak dalam produk coran.
Secara KinetikSecara kinetika reaksi pembentukan inklusi umumnya terjaditidak sempurna Disebabkan :
1. Tidak semua unsur berdifusi dengan laju yang sama2. Energi bebas yang sangat bergantung pada temperatur3. Energi permukaan unsur berubah thd temperatur
sehingga mempengaruhi inklusimengambang/tenggelam
4. Reaksi produk pada permukaan inklusi yang menghalagi
Secara KinetikSecara kinetika reaksi pembentukan inklusi umumnya terjaditidak sempurna Disebabkan :
1. Tidak semua unsur berdifusi dengan laju yang sama2. Energi bebas yang sangat bergantung pada temperatur3. Energi permukaan unsur berubah thd temperatur
sehingga mempengaruhi inklusimengambang/tenggelam
4. Reaksi produk pada permukaan inklusi yang menghalagi
LOGOPengaturan pembentukan Inklusi
Pengaturan Komposisi alloyPengawasan antarmuka mold dengan
logam/ pengawasan dengan refraktorifurnace peleburan
Metode Pemisahan Metode Gating
Pengaturan Komposisi alloyPengawasan antarmuka mold dengan
logam/ pengawasan dengan refraktorifurnace peleburan
Metode Pemisahan Metode Gating
Recommended