Optimization of Heat Treatment in Manganese Steel by Taguchi Method

Abstract

Manganese steels have extensively application in industries due to good resistance to wear, high work hardening capability with high toughness and ductility. Heat treatment is the main process to obtain desired mechanical properties and microstructure in this steel. The austenitizing temperature, the austenitizing time and the rate of quenching are the main factors in heat treatment. In this research, Taguchi analysis was used to determine optimal heat treatment for minimizing grain boundary carbide content with optimum hardness. Experimental variable chosen for this study included austenitizing temperature and time and the rate of quenching. In the optimization by Taguchi approach, L9(3)3 array, employing nine experiments, with three levels for each factor, was chosen for DOE. The austeitizing temperature and the cooling rate by changing in quenched solution were seen to have greatest influence on hardness of these steels.

Peningkatan Nilai Impak Baja Hadfield Mn 12 Melalui Proses Perlakuan Panas Homogenisasi Bertahap

“…Metode perlakuan panas solution treatment atau homogenisasi dilakukan untuk dapat menguraikan karbida tersebut secara konvensional dilakukan dengan memberikan temperatur austenisasi pada temperatur 30 hingga 50 °C di atas dari Acm [9]. Rekomendasi secara empirik diberikan pada temperatur 1010 °C hingga 1120 °C [9]. Pemanasan diupayakan dilakukan secara lambat untuk mencegah retakan internal.…”

“…Pemanasan diupayakan dilakukan secara lambat untuk mencegah retakan internal. Kemudian untuk pendinginannya diperlukan kecepatan pendinginan atau quenching yang tinggi agar karbida tidak sempat terbentuk lagi saat pendinginan sehingga hilang atau jumlahnya sangat minimal [9]. Tanpa pemberian gas pelindung (atmosfir inert) maka akan terjadi proses dekarburisasi permukaan sehingga terjadi kehilangan mangan, hal itu mendorong pembentukan α-martensit pada lapisan permukaan pada saat pendinginan [10].…”

“…Sehingga berakibat pada capaian temperatur yang tidak cukup tinggi untuk melarutkan karbida. Dengan demikian sebagian karbida akan mengendap pada batas butir atau dalam kondisi transgranular [5], [9] sehingga menurunkan ketahanan impak material baja mangan 12 tersebut [11]. Dalam kondisi lain bila tebal benda terlalu besar maka pada bagian tengah dimungkinkan terjadinya transformasi austenit ke struktur lain seperti perlit.…”

“…Dalam kondisi lain bila tebal benda terlalu besar maka pada bagian tengah dimungkinkan terjadinya transformasi austenit ke struktur lain seperti perlit. Dari kondisi tersebut maka ukuran ketebalan benda kerja untuk baja mangan 12 tidak boleh terlalu tebal, maksimal 6 in (152 mm) [9].…”

“…Perilaku getas dan ulet material dapat dianalisis dari tipe patahannya. Pada gambar 4 sampel as-cast sebelah kiri patahan nampak rata dan menunjukkan patahan getas [5], [9]. Pada gambar 4 sampel HT 3 (sebelah kanan) dengan nilai impak tertinggi memiliki patahan sampel yang tidak putus, menunjukkan bahwa material tersebut sangat ulet dan mampu menyerap energi impak dengan baik [5].…”