Metode Uji ASTM E45 untuk Menentukan Kandungan Inklusi dalam Baja

Standar "Metode Uji Standar ASTM E45 untuk Menentukan Kandungan Inklusi dalam Baja" yang dikembangkan oleh American Society for Testing and Materials (ASTM) menjelaskan sejumlah metode untuk menentukan kandungan inklusi nonlogam (benda mati intraseluler) pada baja tempa. Metode makroskopis meliputi makroabrasi, rekahan, reduksi bertahap, dan pengujian partikel magnetik. Metode mikroskopis mencakup lima sistem inspeksi. Dalam metode mikroskopis ini, inklusi dikategorikan berdasarkan kesamaan morfologi dan belum tentu berdasarkan identitas kimia. Standar ini mencakup metode metalografi yang memungkinkan diskriminasi sederhana antara inklusi yang serupa secara morfologi. Meskipun metode-metode ini terutama dirancang untuk menilai inklusi, komponen seperti karbida, nitrida, karbonitrida, borida, dan fase intermetalik dapat dinilai menggunakan beberapa metode mikroskopis. Dalam beberapa kasus, paduan selain baja dapat dinilai menggunakan satu atau lebih metode ini.

Metode uji ini mencakup prosedur untuk melakukan gradasi inklusi tipe JK menggunakan analisis citra otomatis sesuai dengan metode mikroskopis A dan D. Tergantung pada jenis baja dan sifat yang dibutuhkan, metode makroskopis atau mikroskopis, atau kombinasi keduanya, dapat dianggap memuaskan untuk menentukan kandungan inklusi. Metode uji ini hanya berkaitan dengan metode uji yang direkomendasikan, dan tidak ada satu pun di dalamnya yang boleh ditafsirkan sebagai mendefinisikan atau menetapkan batas penerimaan untuk mutu baja apa pun.

Untuk tujuan standar ini, selain istilah dan definisi yang diberikan dalam ASTM E7, definisi berikut berlaku:

Rasio aspek adalah rasio panjang dan lebar suatu fitur mikrostruktur.
Sinar putus-putus adalah tiga atau lebih inklusi Tipe B atau C yang sejajar dalam bidang yang sejajar dengan sumbu kerja panas dan bergeser tidak lebih dari 15 µm, dengan jarak kurang dari 40 µm di antara dua inklusi yang berdekatan.
Standar ASTM E7 mendefinisikan jenis inklusi untuk inklusi sulfida, alumina, dan silikat. Dalam beberapa metode, oksida sferis mengacu pada inklusi yang terisolasi dan relatif tidak terdeformasi dengan rasio aspek tidak melebihi 2:1. Dalam metode lain, oksida dibagi menjadi jenis yang dapat dideformasi dan yang tidak dapat dideformasi.
Tingkat inklusi JK adalah metode pengukuran inklusi nonlogam berdasarkan prosedur Jernkontoret Swedia.
Stringer merupakan inklusi individual yang memanjang secara signifikan ke arah deformasi, atau tiga atau lebih inklusi Tipe B atau C yang sejajar pada bidang yang sejajar dengan sumbu kerja panas dan bergeser tidak lebih dari 15 µm, dengan jarak kurang dari 40 µm di antara dua inklusi yang berdekatan terdekat.
Penyesuaian ambang batas adalah isolasi rentang nilai tingkat abu-abu yang ditunjukkan oleh suatu komponen dalam bidang mikroskop.
Nilai lapangan terburuk merupakan pemeringkatan di mana sampel dinilai untuk setiap jenis inklusi dengan menetapkan nilai untuk tingkat keparahan tertinggi jenis inklusi tersebut yang diamati di mana saja pada permukaan sampel.

Metode pengujian ini mencakup empat metode pengujian makroskopis dan lima metode pengujian mikroskopis (analisis manual dan gambar) untuk mengungkapkan kandungan inklusi baja dan hasil pengujian.

Inklusi dicirikan berdasarkan ukuran, bentuk, konsentrasi, dan distribusi, alih-alih komposisi kimia. Meskipun komposisi tidak didefinisikan, metode mikroskopis mengelompokkan inklusi ke dalam salah satu dari beberapa kategori komposisi (sulfida, oksida, dan silikat). Standar ini menjelaskan metode metalografi untuk memfasilitasi diskriminasi inklusi. Hanya inklusi yang terdapat pada permukaan uji yang dapat dideteksi.

Metode pengujian makroskopis mengevaluasi area permukaan yang lebih besar daripada metode pengujian mikroskopis. Karena inspeksi dilakukan secara visual atau dengan perbesaran rendah, metode ini paling cocok untuk mendeteksi inklusi yang lebih besar. Metode ini tidak cocok untuk mendeteksi inklusi yang panjangnya kurang dari sekitar 0,40 mm dan tidak memisahkan inklusi berdasarkan jenisnya.

Metode uji makroskopis meliputi:

Uji abrasi makro
Uji fraktur
Metode langkah demi langkah
Metode partikel magnetik

Metode pengujian mikroskopis digunakan untuk mengkarakterisasi inklusi yang terbentuk akibat deoksidasi atau keterbatasan kelarutan dalam baja padat. Metode pengujian mikroskopis ini mengurutkan tingkat keparahan dan jenis inklusi berdasarkan tipe morfologi, yaitu ukuran, bentuk, konsentrasi, dan distribusi, tetapi tidak secara spesifik berdasarkan komposisi. Inklusi-inklusi ini dikarakterisasi berdasarkan tipe morfologi, yaitu ukuran, bentuk, konsentrasi, dan distribusi, tetapi tidak secara spesifik berdasarkan komposisi.

Metode mikroskopis tidak dirancang untuk menilai kandungan inklusi eksogen. Jika terdapat perbedaan pendapat mengenai apakah suatu inklusi bersifat asli atau eksogen, metode mikroanalisis seperti spektroskopi sinar-X dispersif energi (EDS) dapat digunakan untuk membantu menentukan sifat inklusi. Namun, pengalaman dan pengetahuan tentang proses pengecoran dan material produksi, seperti deoksidasi, desulfurisasi, dan aditif pengontrol bentuk inklusi, serta komposisi refraktori dan lapisan tungku, harus digunakan bersama dengan hasil mikroanalisis untuk menentukan apakah suatu inklusi bersifat asli atau eksogen.

Karena populasi inklusi dalam suatu batch baja bervariasi berdasarkan lokasi, batch tersebut harus diambil sampelnya secara statistik untuk menilai kandungan inklusi. Laju pengambilan sampel harus memadai untuk ukuran batch dan sifat spesifiknya. Material dengan kandungan inklusi yang sangat rendah dapat dinilai lebih akurat menggunakan analisis citra otomatis, yang memungkinkan penilaian mikroskopis yang lebih presisi.

Metode pengujian makroskopis digunakan untuk mengkarakterisasi ukuran, distribusi, jumlah, dan jenis inklusi pada permukaan sampel yang dipoles.

Organisasi kami, yang telah mendukung berbagai bisnis di berbagai sektor selama bertahun-tahun melalui beragam kegiatan pengujian, pengukuran, analisis, dan evaluasi, memiliki tim karyawan yang tangguh yang senantiasa mengikuti perkembangan sains dan teknologi global dan terus meningkatkan diri. Dalam konteks ini, kami juga menyediakan layanan pengujian sesuai dengan "Metode Uji Standar ASTM E45 untuk Menentukan Kandungan Inklusi dalam Baja".