Makalah

KOROSI BATAS BUTIR(INTERGRANULAR CORROSION) MELTOM A. TAMPAI F 331 07 019

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TADULAKO 2011

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkatnya - Lah sehingga makalah ini dapat terselesaikan dengan tepat waktu sesuai dengan batas yang diberikan. Dalam pembuatan makalah ini saya mendapat berbagai masalah, seperti sulitnya mencari materi mengenai korosi batas butir ini. Namun berkat kerja keras dan semangat pantang menyerah maka makalah ini bisa terselesaikan. Saya sadar bahwa dalam makalah ini masih terdapat banyak kekurangankekurangan yang belum bisa saya selesaikan, seperti kata pepatah kuno tak ada gading yang tak retak. Maka dari itu saya mengharapkan teguran dari para pembaca yang bersifat membangun demi terciptanya makalah yang lebih baik di waktu mendatang. Sekian dan terima kasih.

Penyusun

Palu,

April 2011

BAB I PENJELASAN KOROSI BATAS BUTIRKorosi batas butir merupakan korosi yang menyerang secara local menyerang batas butir-butir logam sehingga butir butir logam akan hilang atau kekuatan mekanik dari logam akan berkurang, Korosi ini disebabkan adanya kotoran (impurity) batas butir, adanya unsur yang berlebih pada sistem perpaduan atau penghilangan salah satu unsur pada daerah batas butir.

Intergranular corrosion (IGC) adalah bentuk penyerangan terhadap batas butir atau daerah sekitarnya pada material dalam lingkungan korosif tetapi hanya sebagian kecil korosi menyerang butir material itu sendiri. Intergranular corrosion juga dikenal sebagai intergranular attack (IGA). Pada beberapa material, proses korosi berjalan menyamping (lateral) sepanjang bidang-bidang paralel sampai permukaaan yang dikenal sebagai exfoliation (pengelupasan), dan pada umumnya terjadi sepanjang batas butir oleh sebab itu

disebut korosi batas butir. Lapisan yang terkelupas merupakan hasil dari proses pengelupasan (yang disebut juga sebagai lapisan korosi), merupakan produk korosi yang sangat besar dalam membongkar lapisan material; sebagai contoh, pada paduan alumunium.

Sebagian besar paduan rentan terserang IGA ketika dihadapkan pada lingkungan agresif. Hal ini disebabkan karena batas butir merupakan tempat pengendapan (precipitation) dan pemisahan (segregation), dimana membuat mereka secara fisik dan kimia berbeda dengan butirnya. Intergranular attack didefinisikan sebagai pemutusan selektif terhadap batas butir atau daerah yang berdekatan sekitarnya tanpa serangan yang cukup besar terhadap butirnya sendiri. Hal ini disebabkan oleh perbedaan potensial antara daerah batas butir dengan endapan-endapan (precipitates), fasa intermetalik, atau pengotor (impurities) yang terbentuk di batas butir. Mekanisme dan tingkat penyerangan berbeda untuk masing-masing paduan.

Endapan (precipitate) yang terbentuk dari material pada temperatur tinggi (contohnya, selama produksi, fabrikasi, perlakuan panas, dan pengelasan) sering kali bernukleasi dan tumbuh terutama di batas butir. Jika precipitate(s) tersebut kaya akan elemen paduan yang penting bagi ketahanan korosi, wilayah yang berdekatan dengan batas butir sebagai konsekuensinya akan kekurangan elemen tersebut. Logam tersebut peka dan rentan terhadap serangan IGA dalam satu atau lebih jenis lingkungan korosif. Contohnya, pada austenitic stainless steels seperti tipe 304, intergranular attack sering berasosiasi dengan precipitate chromium-karbida (Cr23C6) pada batas butir di Heat Affected Zone. Pengendapan atas beberapa karbida sering disebut sebagai sensitasi. Ketika precipitate chromium-karbida terbentuk, daerah sekitarnya kekurangan chromium. Sebagai hasilnya area kekurangan lebih rentan terserang korosi dalam lingkungan agresif dibandingkan daerah yang jauh dari batas butir. Contoh lain dari pemisahan (segregation) batas butir adalah pembentukkan fasa sigma sebagai hasil unsur Cr dan Mo pada batas butir dalam elemen paduan. Fasa

sigma biasanya lebih sulit dibedakan secara visual dalam mikrostuktur dibandingkan dengan chromium karbida. Pengotor (impurities) yang meng-segregasi batas butir kemungkinan meningkatkan gaya galvanik dalam lingkungan korosif dengan menyediakan sebagai tempat anodik maupun katodik. Contohnya, dalam seri-2000 (2xxx) paduan alumunium, kekurangan tembaga (anodik) kumpulan pada sisi lain larut sementara batas butir merupakan katodik yang akan membentuk precipitate CuAl2. Sebaliknya, pada seri-5000 (5xxx) paduan alumunium, intermetalik precipitate seperti Mg2Al 3 (anodik) akan terserang ketika pembentukan fasa lanjutan dalam batas butir. Selama berada dalam larutan klorida, pasangan galvanik terbentuk diantara precipitate dengan matriks paduan yang bisa memberi intergranular attack yang hebat. Dalam kenyataannya untuk intergranular attack dan laju korosi bergantung pada linkungan korosif dan keberadaan intergranular precipitation, dimana itu merupakan fungsi dari komposisi paduan, fabrikasi, dan parameter perlakuan panas.

Pengaruh batas butir sangat sedikit atau bahkan tidak ada dalam sebagian besar aplikasi atau penggunaan logam pada umumnya. Jika suatu logam berkarat, serangan yang seragam menghasilkan batasan-batasan butir yang pada umumnya hanya sedikit lebih reaktif dibandingkan dengan matriks itu sendiri. Namun, dalam kondisi tertentu, permukaan butir sangat reaktif sehingga menghasilkan korosi batas butir. Daerah yang terserang dan bersebelahan dengan batas butir, dengan korosi yang relatif sedikit dari butir, adalah intergranular korosi. Paduannya akan hancur (butirnya akan roktok) sehingga logam tersebut akan kehilangan kekuatannya.

BAB II PENYEBAB KOROSI BATAS BITIRPenyebab terjadinya korosi batas butir ; Adanya kotoran pada batas butir. Adanya unsur yang berlebih pada sistem perpaduan. Adanya presipitasi dan segregasi yang membuat logam secara fisik dan kimia berbeda dengan butirnya.

Skema segregasi dan presipitasi

BAB III MEKANISME KOROSI BATAS BUTIRMekanisme Terjadinya Intergranular CorrosionKorosi intergranular ( korosi batas butir ) merupakan serangan yang bersifat khusus terhadap batas butir atau daerah di dekat batas butir pada material karena lingkungan yang bersifat korosif. Akan tetapi terjadi korosi yang sedikit pada batas butir. Korosi intergranular ini sering disebut juga serangan intergranular (Intergranular Attack/IGA).Pada material tertentu, korosi yang terjadi ke arah samping sepanjang bidang yang sejajar terhadap permukaan rol dikenal sebagai eksfoliasi. Hal ini secara umum terjadi di sepanjang batas butir, sehingga termasuk ke dalam korosi batas butir. Sebagian besar logam paduan rentan terhadap IGA ketika tidak terlindungi pada kondisi lingkungan tertentu. Hal ini dikarenakan batas butir merupakan tempat untuk presipitasi dan segregasi, yang membuat batas butir berbeda secara fisik dan kimia dari butirnya sendiri. Serangan intergranular ( Intergranular Attack ) di definisikan sebagai disolusi batas butir atau daerah yang berdekatan dengan batas butir tanpa serangan cukup besar pada butirnya sendiri. Hal ini disebabkan oleh perbedaan potensial di antara daerah batas butir dan presipitat, fasa intermetalik maupun impuritis yang terbentuk pada batas butir. Mekanisme sebenarnya dan tingkat serangan korosi intergranular ini berbeda untuk setiap sistem paduan. Presipitat yang terbentuk karena logam berada pada temperature tinggi (sebagai contoh ketika proses produksi, fabrikasi, perlakuan panas dan pengelasan), sering bernukleasi dan tumbuh secara khusus pada batas butir. Jika presipitat ini kaya akan elemen paduan yang dibutuhkan untuk ketahanan korosi, akibatnya daerah yang berdekatan dengan batas butir akan terjadi penipisan elemen-elemen ini. Kemudian, logam menjadi peka dan mudah terkena korosi intergranular pada satu atau beberapa lingkungan khusus yang bersifat korosif. Sebagai contoh, pada austenitic stainless

steel tipe 304, korosi intergranular sering berhubungan secara khusus dengan presipitasi karbida yang kaya akan kromium pada batas butir di daerah HAZ ( Heat Affected Zone ). Presipitasi sejumlah karbida sering di sebut sebagai sensitisasi. Ketika kromium karbida terbentuk, daerah di sekitarnya akan mengalami penipisan kromium. Sehingga daerah yang mengalami penipisan tersebut lebih mudah terkena korosi pada lingkungan tertentu dibandingkan dengan daerah yang jauh dari batas butir. Impuritis yang bersegregasi pada batas butir juga dapat menyebabkan gaya galvanik pada lingkungan korosif dengan adanya sisi anodik dan katodik. Sebagai contoh, pada paduan aluminium seri 2000 ( 2xxx ), bagian yang mengalami penipisan ( depletion ) tembaga pada satu sisi batas butir akan terdisolusi ketika batas butir bersifat katodik karena adanya presipitat CuAl2. Sebaliknya, pada paduan aluminium seri 5000 ( 5xxx ), presipitat intermetalik seperti Mg2Al3 ( anodik ) akan mengalami serangan ketika membentuk fasa yang kontinyu pada batas butir. Ketika terkena larutan klorida, pasangan galvanic akan terbentuk antara presipitat dan matriks paduan yang akan menyebabkan serangan korosi pada batas butir. Kerentanan sebenarnya terhadap serangan korosi intergranular dan tingkat korosi tergantung pada lingkungan korosif dan banyaknya presipitasi intergranular, dimana merupakan fungsi dari komposisi paduan, fabrikasi dan parameter perlakuan panas.

BAB IV PENCEGAHAN KOROSI BATAS BUTIRBagaimana cara mencegah korosi batas butir? Berikut ada beberapa cara untuk mencegah korosi batas butir : Gunakan baja tahan karat dengan karbon rendah ( misalnya 304L, 316L) kelas dari baja tahan-karat Gunakan paduan dengan nilai yang stabil, titanium (misalnya tipe 321) atau niobium (misalnya tipe 347). Tiatanium dan niobium adalah pembentuk karbida yang kuat. Mereka bereaksi dengan karbon membentuk karbida yang sesuai sehingga mencegah deplesi kromium. Gunakan perlakuan panas sesudah proses pengelasan. Memperpanjang waktu penahanan pada proses homogenisasi, sehingga konsentrasi Cr merata disetiap titik.

REFERENSIhttp://www.encangirul.com/2011/04/korosi-batas-butir-intergranular.html www.its.ac.id/.../1539-ssulistijono-mat-eng-3.Bentuk%20korosi%20ppt.pdf