RANCANGAN PROSES MATERIAL AISI 4140 UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS DIFFUSER YANG AUS KARENA BEBAN EROSI

Beny Bandanadjaja, Dewi Idamayanti, Rinaldy Alviana Hanafi

Abstract

Part Diffuser merupakan bagian dari mesin Mill batu bara Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Bukit Asam yang terkikis habis oleh erosi serbuk batubara. Material asli yang digunakan sebelumnya adalah FC250+0,5%Cr yang memiliki nilai laju erosi 0,0015 mg/s dan harga impak 4,25 J/cm2. Material tersebut memiliki umur pakai hanya 6 bulan, sementara umur pakai yang diinginkan adalah minimal 18 bulan. Dalam penelitian ini dilakukan perancangan proses pada material AISI 4140 untuk menjadi pengganti material lama. Tujuannya untuk mendapatkan material pengganti yang memiliki umur pakai 18 bulan atau lebih. Selain sifat ketahanan erosi,  ketahanan terhadap munculnya retak akibat getaran juga menjadi tuntutan yang perlu diperhatikan. Dengan demikian yang menjadi batas atas adalah laju erosi material baru 1/3 laju erosi material asli yaitu sebesar 0,0005 mg/s dan batas bawahnya adalah adalah nilai impak material asli sebesar  4,25 J/cm2. Metode yang dipakai pada material AISI 4140 adalah dengan proses perlakuan panas normalising-hardening yang diikuti dengan variasi tempering 200 °C, 300 °C,450 °C dan 600 °C sebagai pilihan untuk dianalisis proses terbaiknya. Pengujian yang dilakukan adalah uji kekerasan Rockwell, Impak dan Jet Erosion Test. Dari hasil percobaan dapat diperoleh persamaan fungsi umur pakai U(x) terhadap kekerasan HRC (x), yaitu . Hasil terbaik diperoleh pada sampel dengan variasi tempering 200 °C dengan perkiraan umur 27 bulan dan tempering 450 °C dengan perkiraan umur pakai 18 bulan

Keywords

Erosi, AISI 4140, Diffuser, Perlakuan Panas.

References

W. Purwadi, B. Bandanadjaja, D. Idamayanti, and A. Hidayat Saefudin, “Engineering Review Pulverizer Mill PLTU Sektor Pembangkitan Bukit Asam,” Bandung, 2017.

M. A. Islam, T. Alam, Z. N. Farhat, A. Mohamed, and A. Alfantazi, “Effect of microstructure on the erosion behavior of carbon steel,” Wear, vol. 332, pp. 1080–1089, 2015.

R. Bellman Jr and A. Levy, “Erosion mechanism in ductile metals,” Wear, vol. 70, no. 1, pp. 1–27, 1981.

M. Vite-Torres, J. R. Laguna-Camacho, R. E. Baldenebro-Castillo, E. A. Gallardo-Hernandez, E. E. Vera-Cárdenas, and J. Vite-Torres, “Study of solid particle erosion on AISI 420 stainless steel using angular silicon carbide and steel round grit particles,” Wear, vol. 301, no. 1–2, pp. 383–389, 2013.

Y. P. Wang, D. Y. Li, L. Parent, and H. Tian, “Performances of hybrid high-entropy high-Cr cast irons during sliding wear and air-jet solid-particle erosion,” Wear, vol. 301, no. 1–2, pp. 390–397, 2013.

Y. I. Oka, K. Okamura, and T. Yoshida, “Practical estimation of erosion damage caused by solid particle impact: Part 1: Effects of impact parameters on a predictive equation,” Wear, vol. 259, no. 1–6, pp. 95–101, 2005.

M. Liebhard and A. Levy, “The effect of erodent particle characteristics on the erosion of metals,” Wear, vol. 151, no. 2, pp. 381–390, 1991.

A. A. Torrance, “An explanation of the hardness differential needed for abrasion,” Wear, vol. 68, no. 2, pp. 263–266, 1981.

D. Idamayanti, D. Ginanjar, B. Bandanadjaja, W. Purwadi, and N. Lilansa, “Erosion behaviour of alumina ceramic coating on mild steel by the modified composition of phosphate binder,” in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019, vol. 541, no. 1.

D. Idamayanti, I. L. Nurhakim, B. Bandanadjaja, W. Purwadi, and N. Lilansa, “Improvement of erosion resistance of alumina-phosphate ceramic coating on mild steel by SiC addition,” in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019, vol. 541, no. 1.

J. R. Davis, K. M. Mills, and S. R. Lampman, “Metals handbook. Vol. 1. Properties and selection: irons, steels, and high-performance alloys,” ASM Int. Mater. Park. Ohio 44073, USA, 1990. 1063, 1990.

ASM International Handbook Committee, ASM Handbook Vol 1 - Properties and Selection: Irons, Steels, and High-Performance Alloys. 2001.

S. M. Copley and E. L. Langer, ASM Handbook, Vol. 4 Heat Treating. 2002.

H. Chandler, “Heat treating guides,” Met. Park. Ohio Am. Soc. Met., 1996.

L. Ambrosini and S. Bahadur, “Erosion of AISI 4140 steel,” Wear, vol. 117, no. 1, pp. 37–48, 1987.

Dieter and D. Bacon, “Mechanical Metallurgy.” McGraw-Hill book company, The United States of America, 1986.

B. Bandanadjaja and D. Idamayanti, “Pengaruh Proses Tempering Ganda Terhadap Sifat Mekanik Material Baja Cor Paduan Ni-Cr-Mo [The Influence of Double Tempering on Mechanical Properties of Ni-Cr-Mo Cast Steel Alloy],” Metalurgi, vol. 32, no. 1, pp. 29–36, 2017.

F. A. Darwish, L. C. Pereira, C. Gatts, and M. L. Graça, “On the tempered martensite embrittlement in AISI 4140 low alloy steel,” Materials Science and Engineering A, vol. 132, no. C. 1991.

DOI: http://dx.doi.org/10.14203/metalurgi.v34i3.485
Copyright (c) 2020 Metalurgi
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Bookmark and Share