Uji kandungan ferrite (ferrite content) merupakan cara untuk mengukur persentase fase ferrite di dalam baja tahan karat, terutama jenis austenitic dan duplex stainless steel. Dengan mengetahui kandungan ferrite di dalam baja tahan karat, maka ketahanan korosi, kerentanan terhadap retak pemadatan (solidification cracking), dan beberapa jenis kegagalan material yang lain dapat lebih dipahami.

Penentuan kandungan fase ferrite dapat dilakukan baik di lapangan menggunakan alat ukur induksi elektromagnetik (Gambar 1.a) maupun secara metalografi di laboratorium dengan perhitungan manual secara langsung pada hasil foto struktur mikro (Gambar 1.b).

Pengukuran Ferrite Content
Gambar 1a. Pengukuran ferrite dengan feritescope (induksi electromagnetic) Gambar 1b. Pengukuran fraksi volume secara metalografi dengan manual point count (ASTM E562)

Apa itu Ferrite?

Ferrite merupakan salah satu fase metalurgi yang ditemukan pada struktur mikro baik logam austenitic dan duplex stainless steels. Di dalam austenitic stainless steel, ferrite memengaruhi sifat mekanik, sifat mampu las (mencegah retak pemadatan), dan ketahanan korosi. Pada duplex stainless steel (DSS), ferrite memengaruhi sifat mekanik dan ketahan korosi.

Gambar 2 berikut merupakan salah satu foto struktur mikro pada logam induk duplex stainless steel yang memiliki fase ferrite dan austenite seimbang (masing—masing berkisar 50%). Jika kita analogikan sebagai sebuah peta kepulauan, maka pada DSS, fase austenite dapat kita analogikan sebagai pulaunya (hijau terang), dan fase ferrite sebagai lautannya (biru navi).

Foto Struktur Mikro Logam Induk
Gambar 2. Foto struktur mikro logam induk DSS, perbesaran 500x

Kandungan ferrite yang sesuai akan memberikan keseimbangan antara keuletan (ductility), ketangguhan (toughness), ketahanan korosi (corrosion resistance), dan pencegahan retak pada logam. Pada sambungan logam austenitic stainless steel, fase ferrite yang idel berkisar 4-8% agar bisa secara efektif mengontrol micro-cracking dari logam lasan selama proses pendinginan. Lain halnya dengan logam lasan DSS, fraksi ferrite yang direkomendasikan berkisar antara 35%-65% untuk mencegah terjadinya Sulfide Stress Cracking (SSC).

Mengapa Perlu Pengujian Kandungan Ferrite ?

  • Memperkirakan kandungan ferrite di dalam logam lasan maupun lapisan stainless steel, baik di lapangan maupun di laboratorium.
  • Menentukan fraksi volume / persentasi kandungan ferrite khususnya pada DSS (duplex stainless steel) di perpipaan, bejana tekan, tangki, cor, dan komponen mekanikal lainnya.
  • Memenuhi persyaratan spesifikasi seperti ada pada ASME section IX, API 938C, API 582, NACE MR0175, dan NACE MR0103.

Perhitungan Ferrite Content Berdasarkan ASTM E562

Perhitungan Ferrite Content

Tujuan Pengujian Ferrite Content :

Pengamatan struktur mikro fase butir ferrite diperlukan untuk mengetahui dan menganalisis sifat-sifat dari suatu material. Baik pada raw material, material hasil treatment¸ maupun material hasil pengelasan. Sebagai contoh, pada asesmen logam las jenis Duplex Stainless Steel (DSS), agar terhindar dari Sulfide Stress Cracking, fraksi ferrite yang direkomendasikan berkisar antara 35%-65%.

Dengan mengetahui nilai fraksi ferrite, sifat-sifat material logam (kekuatan, ketangguhan, ketahanan korosi dan lain lain) dapat diprediksi dan potensi adanya fracture/crack dapat dihindari lebih dini.

Standard Method Uji Ferrite Content :

Metode pengujian fraksi ferrite (%F) yang dilakukan mengacu standar ASTM E562, Standard Test Method for Determining Volume Fraction by Systematic Manual Point Count. Prosedur sistematis perhitungan metode titik manual yang digunakan dapat dilihat pada Annex A1 pada lampiran ASTM E562. Metode pengujian ini dapat digunakan untuk menentukan fraksi volume konstituen pada spesimen buram menggunakan penampang planar yang dipoles dengan prosedur penghitungan titik manual.

Alat Uji Ferrite Content:

Pengujian fraksi ferrite (%F) pada laboratorium PT Detech Profesional Indonesia dilakukan menggunakan Mikroskop Optik Nikon ECLIPSE MA100.

Scope Material :

Lingkup material yang dapat kami uji adalah duplex stainless steel, autenitic stainless steel, logam ferrous dan non ferrous lainnya.

Prosedur Ferrite Content Berdasarkan Annex A1 ASTM E562

1. Perkirakan secara visual area dari konstituen atau fitur yang diminati pada bagian metalografi, misalkan pada daerah weld metal (capping, root, dan HAZ).

Tampak Visual daerah pengelasan

2. Menggunakan Tabel 3, pilih ukuran grid (jumlah poin), PT

Ukuran Grid

3. Letakkan grid di atas layar tampilan mikroskop dan pilih perbesaran sedemikian rupa sehingga ukuran fitur yang diinginkan kira-kira setengah dari jarak antar titik grid.

4. Pilih ketepatan statistik, (% RA) misalnya, 10, 20, atau 33%, yang diinginkan untuk pengukuran. Perhatikan bahwa% RA didefinisikan sebagai berikut:

Prosentase RA

5. Menggunakan Tabel 3, perkiraan jumlah bidang, n, yang diperlukan untuk mendapatkan derajat presisi yang diinginkan.

6. Tentukan jarak antar bidang yang akan membentuk larik sistematis (sama spasi) yang mencakup sebagian besar area sampel tanpa tumpang tindih. Misalnya, pada area spesimen 10 mm × 15 mm di mana 30 bidang ditunjukkan dari Tabel 3, array 5 kali 6 bidang dengan interval 2 mm dapat digunakan.

7. Tentukan jumlah putaran yang diperlukan pada kenop terjemahan bidang untuk memindahkan bidang dari satu posisi bidang ke posisi berikutnya. Jangan mengamati gambar saat pemindahan ke bidang baru untuk menghindari bias dalam memposisikan kisi.

8. Hitung dan catat jumlah titik kisi, Pi, yang termasuk dalam fitur yang diinginkan. Setiap titik/grid yang jatuh di fitur yang diinginkan dihitung 1 dan titik/grid yang jatuh pada batas butir harus dihitung sebagai setengah. Untuk menghindari bias, poin yang masih dipertanyakan harus dihitung sebagai setengah.

9. Hitung rata-rata% poin per bidang, (P )p , dan deviasi standarnya, s.

Devisiasi

Lihat juga : Jasa Uji Komposisi Kimia

Jasa Uji Ferrite Content :

Jika Anda memerlukan analisis ferrite content, Anda dapat menghubungi kami. Karena kami mempunyai peralatan dan melayani jasa uji ferrite content. Untuk menghubungi kami dapat melalui WA ke 085230666608