Pengaruh Kadar Nitrogen Pada Shielding Gas dan Filler Metal Terhadap Struktur Mikro dan Sifat Mekanik Duplex UNS S31803 Pada Proses Pengelasan Multilayer Tungsten Inert Gas

Pradipta, Punyamanta Nandra (2019) Pengaruh Kadar Nitrogen Pada Shielding Gas dan Filler Metal Terhadap Struktur Mikro dan Sifat Mekanik Duplex UNS S31803 Pada Proses Pengelasan Multilayer Tungsten Inert Gas. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02511650010005-Master_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (7MB) | Request a copy

Abstract

Paduan baja tahan karat duplex UNS S31803 (2205) memiliki kombinasi sifat mekanik dengan ketahanan terhadap korosi sumuran yang baik. Hal ini dikarenakan komposisi kimia dan kesetimbangan fasa struktur mikronya. Perbandingan fasa ferit – austenit dapat berubah karena adanya pengaruh panas akibat proses pengelasan yang berulang. Nitrogen merupakan salah satu unsur pembentuk austenit selain nikel. Kesetimbangan fasa ferit – austenit dapat berubah akibat nitrogen. Hilangnya nitrogen menghasilkan kandungan ferit yang lebih besar. Pengelasan duplex yang tidak terkendali dapat mengakibatkan terbentuknya fasa yang merugikan (nitrida dan fasa sigma). Penambahan nitrogen pada shielding gas pengelasan baja tahan karat duplex dengan menggunakan proses TIG memfasilitasi pembentukan austenit dan mengurangi jumlah presipitasi nitrida dan fasa sigma, sehingga menghasilkan peningkatan ketangguhan. Ketahanan terhadap korosi juga akan meningkat dengan adanya penambahan nitrogen. Penggunaan filler metal dengan elemen pembentuk austenit yang melebihi base metal juga dapat membantu pembentukan austenit. Penelitian ini dilakukan untuk menyelidiki efek kandungan nitrogen dalam shielding gas dan filler metal terhadap kesetimbangan fasa ferit – austenit serta evolusi struktur mikro yang terbentuk. Penelitian ini menggunakan variabel nitrogen 2%, 4%, 6%, 8%, dan 10% yang dicampurkan dengan gas argon. N2 dalam gas pelindung lebih dari 4% dan 6% menghasilkan cacat porositas. Sedangkan 8% dan 10% menghasilkan cluster porosity. Penambahan N2 memiliki area austenit yang lebih luas daripada Ar murni dan keseimbangan fase yang baik. Nilai kekerasan meningkat dengan bertambahnya nitrogen dalam shielding gas. Nilai kekerasan tertinggi 280 HV0,5 dan terendah 261 HV0,5 dengan menggunakan ER 2209. ER 2594 menghasilkan nilai kekerasan lebih tinggi dibandingkan dengan ER 2209, 304 HV0,5 dan 272 HV0,5. Kekuatan impak tertinggi dicapai dengan menggunakan N2 2% baik menggunakan filler metal ER 2209 maupun ER 2594. Nilai kekuatan impak tertinggi pada 2% N2 sebesar 2,16 J/mm2 dengan ER 2209 dan 2,81 J/mm2 dengan ER 2594. Adanya porositas pada hasil lasan mempengaruhi kekuatan impak. Pengurangan berat terbesar pada shielding gas menggunakan Ar 100% untuk filler metal ER2209 dan ER 2594 sebesar 0,0598 gr dan 0,0536 gr. Pitting ditemukan hanya pada shielding gas Ar 100% baik dengan menggunakan ER 2209 maupun ER 2594.
=============================================================================================================================
Alloy of duplex stainless steel UNS S31803 (2205) has a combination of mechanical properties with good pitting corrosion resistance. This is because of the chemical composition and the equilibrium phase of the microstructure. Comparison of ferrite-austenite phases can change because there is a heat effect due to repeated welding processes. Nitrogen is one of the non-nickel formers. The equilibrium of the ferrite - austenite phase can change nitrogen. Nitrogen loss results in greater ferrite content. Uncontrolled duplex welding can be produced due to an adverse phase (nitride and sigma phase). The addition of nitrogen to the duplex stainless steel reinforcement gas shield using the TIG process facilitates the formation of austenite and reduces the amount of addition of nitrides and sigma phases, resulting in increased toughness. Corrosion resistance will also increase with the addition of nitrogen. The use of filler metals with austenite-forming elements that exceed the base metal can also help austenite formation. This research was conducted to study the effect of nitrogen content in protecting gases and fillers against the equilibrium of the ferrite-austenite phase and the development of formed microstructure. This study uses nitrogen variables 2%, 4%, 6%, 8%, and 10% which are mixed with argon gas. N2 in protective gases of more than 4% and 6% produces porosity defects. While 8% and 10% produce cluster porosity. Addition of N2 has a wider area of austenite than pure Ar and good phase balance. The value of defense increases with increasing nitrogen in the protective gas. The highest hardness value is 280 HV0.5 and the lowest is 261 HV0.5 using ER 2209. ER 2594 produces higher values with ER 2209, 304 HV0.5 and 272 HV0.5. The highest impact strength is achieved using N2 2% using either the filler metal ER 2209 as well as ER 2594. The highest impact strength value is 2% N2 of 2.16 J / mm2 with ER 2209 and 2.81 J / mm2 with ER 2594. The presence of porosity the weld results affect the impact strength. The greatest weight reduction in protective gases uses Ar 100% for ER2209 and ER 2594 filler metals of 0.0598 gr and 0.0536 gr. Holes were found only in Ar 100% protective gases using both ER 2209 and ER 2594.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Duplex 31803, TIG, Nitrogen, Multilayer Welding, Kandungan Ferit.
Subjects:	T Technology > TN Mining engineering. Metallurgy > TN879.6 Welding T Technology > TS Manufactures
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Material & Metallurgical Engineering > 27101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Pradipta Punyamanta Nandra
Date Deposited:	22 Jul 2026 04:06
Last Modified:	22 Jul 2026 04:06
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/69083

Actions (login required)

View Item