## KARAKTERISTIK DAKTILITAS SS304 YANG TEROKSIDASI PADA TEMPERATUR TINGGI
Jan Setiawan, Sungkono Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir – BATAN Kawasan Puspiptek Serpong Gd.20, Tangerang Selatan, Banten 15314 e-mail: jansetiawan@batan.go.id (Naskah diterima: 08 −09−2017, Naskah direvisi: 10−10−2017, Naskah Disetujui: 27−10−2017)

## ABSTRAK

## KARAKTERISTIK  DAKTILITAS  SS304  YANG  TEROKSIDASI  PADA  TEMPERATUR  TINGGI.
Perubahan  karakteristik  kekerasan,  kekuatan  tarik  dan  daktilitas  SS304  yang  dikenai  perlakuan panas pada temperatur tinggi dengan media udara telah dilakukan. Baja SS304 merupakan baja tahan  karat  yang  memiliki  berbagai  keunggulan  sehingga  banyak  digunakan  di  dunia  industri. Pada  penelitian  ini  digunakan  sampel  uji  dari  pipa  SS304  dengan  diameter  30  mm  dipotong secara  transversal  sehingga  berbentuk  cincin  dengan  lebar  3  mm.  Sampel  dikenai  proses oksidasi dengan pemanasan pada temperatur 600 °C, 800 °C dan 1000 °C selama 1 dan 2 jam di dalam  media  udara.  Setelah  proses  oksidasi  sampel  dikenai  pendinginan  baik  secara  alamiah diluar tungku atau dipercepat menggunakan media air, kemudian dilakukan pengujian kekerasan dan  kekuatan  tarik  kearah  transversal.  Hasil  pengujian  menunjukkan  bahwa  terjadi  peningkatan kekerasan  pada  sampel  SS304  yang  dikenai  pendinginan  dipercepat  dibandingkan  dengan sampel  SS304  yang  dikenai  pendinginan  alamiah.  Nilai  kekerasan  tertinggi  diperoleh  pada pemanasan  1000  °C  selama  1  jam  dengan  pendinginan  dipercepat.  Perubahan  nilai  kekerasan sebelum  dan  setelah  melalui  proses  perlakuan  terjadi  dari  281,25  HV  menjadi  468  HV.  Nilai kekuatan tarik sampel SS304 memiliki kecenderungan menurun, namun daktilitasnya mengalami peningkatan. Hasil uji menunjukkan adanya penigkatan kekuatan tarik dan daktilitas SS304 yang diberi  perlakuan  pemanasan  pada  temperatur  600  °C  selama  2  jam  dan  dikenai  pendinginan alamiah.  Kekuatan  tariknya  menjadi  744,04  MPa  dan  elongasinya  meningkat  sebesar  12,38  %. Dari  hasil  pengujian  diperoleh  suatu  pedoman  bahwa  penggunaan  SS304  dalam  lingkungan oksidasi pada temperatur tinggi dibatasi maksimum di temperatur 600 °C.
Kata kunci : daktilitas, SS304, oksidasi, temperatur tinggi.
Urania Vol. 23 No. 3, Oktober 2017: 139 −204

## ABSTRACT
DUCTILITY  CHARACTERISTIC  OF  HIGH-TEMPERATURE  OXIDIZED  SS304 .  This  paper shows  changes  in  hardness,  tensile  strength  and  ductility  characteristics  of  SS304.  The  SS304 was  processed  by  heat  treatment  at  high  temperature  in  atmospheric  environment.  SS304  is  a type  of  stainless  steel  with  many  superior  properties  used  in  industry.  In  this  research,  a  pipe made of SS304 with 30 mm in diameter was cut in transversal direction at 3 mm width to be used as a sample.  The sampleswereprocessed by heat treatment at 600, 800 and 1000 °C for 1 and 2 hours  in  atmospheric  environment.    After  the  oxidation  process,  the  samples  were  cooledby natural  cooling  outside  the  furnace  or  quenched  in  water.    Hardness  testing  and  ring  tensile testing  were  done  to  the  high-temperature  oxidized  SS304.    Analyses  were  done  to  study changes  in  hardness,  tensile  strength  and  ductility  characteristics  of  SS304  after  oxidation process.  The results show that hardness escalation occurs mainly for samples that were cooled by quenching in water compared to natural cooling. The highest hardness value was observed for the  sample  oxidized  at  1000 °C for  1  hour  and  cooled  by  quenching,  where  hardness  value changed  from  281,25  HV  before  oxidation  to  468,00  HV  after  oxidation.    The  tensile  strength  of the  samples,  however,  tend  to  decrease,  whilethe  ductility  of  some  samples  tend  to  increase. Increase in tensile strength followed by increase in ductility occursfor samplesoxidized at 600 °C for  2  hours  with  natural  cooling.    The  tensile  strength  after  oxidation  reaches  a  value  of  744,04 MPa  with  12,38  %  elongation  escalation.  As  a  guidance  for  implementation,  SS304  in  high temperature oxidation environment should be limited by  temperature of 600 °C .
Keywords : ductility, SS304, oxidation, high temperature.
(Jan Setiawan, Sungkono)

## PENDAHULUAN
Dunia  industri  kimia,  perminyakan, pembangkit listrik dan nuklir pada umumnya menggunakan  pipa stainless  steel (SS=baja tahan  karat)  sebagai  penyalur  fluida  (cairan ataupun  gas)  baik  dalam  kondisi  dingin ataupun  panas[1].  Ketika  bahan  dikenai pemanasan  pada  temperatur  tinggi  akan mengalami  perubahan  struktur  kristal  dan diikuti  perubahan  karakteristik  mekaniknya. Secara  umum  baja  tahan  karat  memiliki karakteristik  laju  pengerasan,  daktilitas, kekuatan,  kekerasan,  ketahanan  panas, ketahanan  korosi  ketangguhan  kriogenik yang  tinggi  dibandingkan  dengan  baja karbon  sedang,  Khusus  untuk  baja  tahan karat  austenit  memiliki  karakteristik  respon terhadap  magnet  yang  rendah.  Dalam industri  nuklir  baja  tahan  karat  merupakan kandidat untuk digunakan kelongsong bahan bakar Supercritical  Water-cooled  Reactor
(SCWR)  dan Lead-cooled  Reactor (LFR) hingga temperaturnya mencapai 600 °C [2].
SS304  merupakan  baja  tahan  karat austenit  dengan  spesifikasi  dasar  umumnya mengandung  paling  sedikit  16%  krom  (Cr) dan  6%  nikel  (Ni)  [3].  Dalam  usaha  untuk meningkatkan  karakteristik  baja  tahan  karat untuk  dapat  digunakan  bahan  struktur  dan ditempatkan pada lingkungan tertentu diperlukan  beberapa  keunggulan  terhadap mekanik sehingga perlu ditambahkan unsur- unsur pemadu seperti Mo, Ti, Cu. Komposisi kimia  dari  SS304  secara  umum  ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi kimia SS304 [3,4].
Unsur Minimum (% berat) Maksimal (% berat) C 0,08 0,08 Si 1,00 1,00 Mn 2,00 2,02 Ni 8,00 10,50 Cr 18,00 20,00
Dalam  pembuatan  baja  tahan  karat, proses  solidifikasi  dapat  dilakukan  melalui beberapa mekanisme antara lain (1) mode A atau feritik (L → L + δ → δ); (2) mode B atau feritik- austenit (L → L + δ → L + δ + γ → γ + δ); (3) mode C atau austenit-feritik (L → L + γ → L + γ + δ → γ + δ); dan (4) mode D atau au stenit  (L  →  L  +  γ  →  γ).    Mode  ini  dapat diprediksi  dengan  baik  menggunakan  rasio ekivalen antara  Cr dan  Ni[3].  Pada umumnya selama mengalami proses solidifikasi baja tahan karat austenit mengandung  fasa  δ  ferit[3].  Nilai ultimate tensile  strength (UTS;  kekuatan  tarik) sebesar 505 MPa[4]. dan nilai yield strength
(YS; kekuatan luluh) berkisar antara 150 –300 MPa[5].
Baja  tahan  karat  austenit  memiliki matriks  larutan  padat  dengan  energi  salah tumpuk  yang  rendah.  Pada  Gambar  1 disajikan  diagram  fasa Temperature  Time Transformation (TTT)  yang  menunjukkan perubahan  fasa  ketika  baja  tahan  karat mendapat perlakukan panas.
Perlakuan  panas  pada  baja  tahan karat dilakukan dengan tujuan untuk memperoleh  karakteristik  mekanik  tertentu sesuai  dengan  kebutuhan  penggunaannya. Ada  beberapa  perlakuan  panas  yang penting antara lain [4]:
(1)  Pemulihan  tegangan  yang  dilakukan pada temperatur rendah untuk menghilangkan  tegangan  internal  yang tersisa setelah proses pencetakan.
(2)  Proses  anil  dilakukan  untuk  dapat meningkatkan keuletan maupun ketangguhan  serta  dapat  mengurangi kekerasan  dan  menghilangkan  fasa karbida.  Pemanasan  sampel  hingga temperatur  950  °C  kemudian  ditahan selam  2  jam.  Proses  pendinginan dilakukan  di  dalam  tungku  dan  sampel dikeluarkan setelah temperatur di dalam tungku mencapai temperatur kamar.
(3)  Proses  normalisasi  dilakukan  untuk meningkatkan kekuatan
dengan keuletan  tertentu.    Pemanasan  sampel dilakukan  pada  temperatur  950  °C
Urania Vol. 23 No. 3, Oktober 2017: 139 −204
dengan waktu penahanan selama 2 jam. Seletah  waktu  pemanasan  tercapai, sampel  dikeluarkan  dan  didinginkan secara alamiah hingga temperatur kamar.
(4)  Proses  pengerasan  dan  penemperan dilakukan untuk
meningkatkan kekerasan  atau  ketangguhan.    Proses pengerasan  dapat  dilakukan  dengan pendinginan cepat.  Proses ini dilakukan dengan  memanaskan  sampel  pada temperatur  950  °C  selama  2  jam. Setelah  waktu  tercapai,  sampel  di celupkan  ke  dalam  media  pendingin seperti  air,  pasir  atau  oli  selama  30
menit,  sedangkan  proses  penemperan sampel  dipanaskan  pada  temperatur 950  °C  selama  2  jam.    Penemperan dilakukan  pemanasan  kembali  pada temperatur yang lebih rendah dan waktu yang  bervariasi untuk  memperoleh karakteristik tertentu.
(5)  Proses austempering dilakukan  untuk memperoleh  fasa  bainit  yang  memiliki kekuatan  tinggi  dengan  daktilitas  dan ketahanan  aus  yang  baik.    Pengerasan permukaan  pada  daerah  tertentu  dapat dilakukan menggunakan induksi, plasma atau laser.
Gambar 1. Transformasi fasa pada baja tahan karat austenit [3].
Beberapa fasa presipitat yang dapat terjadi  pada  saat  perlakuan  panas  seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1[6].
(1)  Fasa  M 23 C 6 merupakan  fasa  karbida dengan struktur FCC, umumnya mengandung  Cr  sebagai  unsur  logam utama,  sedangkan  Ni,  Mo  dan  Fe
adalah unsur
pensubstitusinya. Nukleasi  fasa  ini  mudah  terjadi  pada saat 30 menit pertama ketika pemanasan  dilakukan  pada  temperatur 750  °C.    Keberadaan  fasa  ini  dapat diamati  dengan  adanya twin  boundaries dan intergranular pada batas butir.
(2) Fasa  σ  merupakan  fasa  intermetalik dengan struktur tetragonal yang umumnya  mengandung  Cr  dan  Mo. Fasa  ini  muncul  setelah  100  jam pemanasan  pada  temperatur  700  °C. Fasa  ini  dapat  ditemukan  pada  batas butir, twin boundaries dan intergranular.
(3)  Fasa Laves memiliki
struktur heksagonal,  umumnya  mengandung  Fe dan Mo. Presipitatnya yang berada pada intergranular,  dan  terbentuk  setelah pemanasan  dilakukan  selama  1000  jam pada temperatur 600 °C dan 800 °C.
(4)  Fasa-fasa  lain  yang  mungkin  muncul sebagai  presipitat  seperti  fasa  G  yang merupakan  fasa  silisida,  kemudian  fasa NbC,  NbN,  TiC  dan  TiN  yang  memiliki struktur FCC.
Pengujian  tarik  merupakan  salah satu pengujian yang penting dilakukan untuk memberikan  informasi  mengenai  kekuatan bahan  dalam  perancangan  produk  atau pembuatan  struktur.  Dalam  penelitian  ini dilakukan  pengkondisian  terhadap  sampel pipa  SS-304  pada  temperatur  kerja  600  °C, 800  °C  dan  1000  °C  dalam  suasana  udara (oksidasi)  selama  1  dan  2  jam,  kemudian mengalami  pendinginan  alamiah  dengan media udara dan dipercepat dengan menggunakan  air.  Pendinginan  alamiah yang  dimaksud  adalah  pendinginan  diluar tungku  berhuhungan  langsung  dengan udara  sampai  mencapai  temperatur  kamar. Pengamatan yang dilakukan terhadap sampel  uji  adalah  perubahan  kekerasan, daktilitas dan kekuatan tariknya.  Penekanan pengujian tarik yang dilakukan untuk memperoleh data adalah pengujian tarik ring transversal.

## METODOLOGI
Dalam  penelitian  ini  digunakan  pipa SS-304  dengan  diameter  30  mm  dipotong berbentuk cincin ( ring ) seperti yang ditunjukkan  pada  Gambar  2.    Sampel  untuk pengujian  tarik  dibuat  dengan  lebar  3  mm.
Sampel  SS-304  dioksidasi  dengan  variasi temperatur  600,  800  dan  1000  °C  dengan laju pemanasan 5 °C/menit. Waktu penahanan proses oksidasi tersebut dilakukan  selama  1  dan  2  jam.    Setelah waktu  pemanasan  dalam  proses  oksidasi tercapai,  sampel  SS304  didinginkan  secara alamiah  dan  dipercepat  dengan  media pendingin  air.  Perubahan  kekerasan  pada permukaan  sampel  SS-304  diuji  dengan menggunakan  alat  uji  kekerasan  mikro Vickers  dengan  pemberian  beban  sebesar 200  kgf  dan  waktu  kontak  selama  10  detik. Pengujian  tarik  sampel  SS-304  dilakukan menggunakan  mesin  uji  tarik  Shimadzu AGS-X  dengan load  cell sebesar  10  kN, parameter  laju  penarikan  yang  diberikan sebesar  1  mm/s  dan  dilakukan  dengan menggunakan  pemegang  sampel  khusus untuk sampel berbentuk cincin.
Gambar 2.  Sampel SS304 berbentuk cincin

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  analisis  kekerasan  diperoleh nilai  kekerasan  Vickers  sampel  SS-304 sebelum dikenai perlakuan oksidasi sebesar 281,25 HV dan nilai ini lebih tinggi dari yang diperoleh  oleh  peneliti  lain[7].  Pengujian dilakukan  pada  permukaan  luar  cincin sampel.    Perubahan  nilai  kekesaran  sampel SS-304 setelah mengalami oksidasi disajikan pada Gambar 3.
Gambar  3  memperlihatkan  bahwa kecenderungan  nilai  kekerasan  permukaan sampel  setelah  perlakukan  oksidasi  baik yang  didinginkan  secara  alamiah  maupun dipercepat  menggunakan  air  mengalami
Urania Vol. 23 No. 3, Oktober 2017: 139 −204
peningkatan  dibandingkan  nilai  kekerasan sebelum dikenai perlakukan oksidasi. Secara  umum  nilai  kekerasan  sampel  yang dipercepat pendinginannya lebih tinggi dibandingkan  dengan  kekerasan  sampel yang  pendinginannya  dilakukan  secara alamiah.  Laju  pendinginan  yang  cepat membuat  nilai  kekerasan  meningkat[8]. Kecenderungan  perubahan  nilai  kekerasan mikro  dalam  proses  oksidasi  dengan  waktu yang  sama  terlihat  bahwa  pada  temperatur oksidasi  800  °C  lebih  rendah  dibandingkan kekerasan pada temperatur oksidasi 600  °C dan 1000 °C.
Pada  temperatur  oksidasi  600  °C, sampel  SS304  mengalami  fasa  alpha’ perubahan  martensit  dengan  waktu  proses selama  1  jam.  Pada  saat  penggunaan kondisi  pendinginan  secara  alamiah  terjadi perubahan  yang  cenderung  ke  arah  fasa alpha yang berasal dari perubahan martensit saja.  Perubahan  fasa  yang  terjadi  ketika waktu  proses  selama  2  jam  dengan  kondisi pendinginan alamiah  memiliki  mekanisme yang  berbeda.  Mekanisme  yang  terjadi adalah pembentukan fasa alpha, perubahan martensit dan juga terjadi rekristalisasi [8,9]. Hal  ini  yang  menyebabkan  kekerasan sampel SS304  yang diproses dengan waktu selama 2 jam lebih tinggi dibandingkan yang diproses selama 1 jam.
Kondisi proses oksidasi yang dilakukan pada temperatur 800 °C selama 1 jam  dengan  proses  pendinginan  alamiah nilai  kekerasan  permukaanya  turun  menjadi 273  HV,  dimana  nilai  ini  3  %  lebih  rendah dibandingkan nilai kekerasan sebelum dikenai  proses  oksidasi.  Sampel  SS304 yang merupakan baja tahan karat austenite, dalam  hal  ini  akan  mengalami  deformasi dislokasi  selama  proses  pemanasan  terjadi. Semakin  tinggi  temperatur  dan  semakin lama waktu pemanasan berakibat terjadinya proses  dislokasi.    Kondisi  yang  terjadi  saat pemanasan pada temperatur 800 °C selama 1  jam  dengan  pendinginan  alamiah  seperti yang  terlihat  pada  Gambar  3  adalah terjadinya  rekristalisasi  statik  dimana  jumlah
dislokasi  mengalami  penurunan  sehingga tegangan  internal akan  berkurang  dan logam  akan  melunak  yang  ditunjukkan dengan  penurunan  nilai  kekerasannya. Proses  rekristalisasi  ini  memungkinkan terjadi  pelunakan  sampai  kekerasanya  lebih rendah dibandingkan dengan sebelum dikenai  proses  pemanasan.  Keseluruhan nilai  kekerasan  sampel  setelah  dikenai proses  oksidasi  lebih  tinggi  dibandingkan dengan hasil yang diperoleh peneliti lain[7].
Gambar 3. Perubahan  kekerasan SS304 dengan pendinginan alamiah dan pendinginan cepat.
Pada  Gambar  3  terlihat  bahwa pemanasan  temperatur  oksidasi  1000  °C selama  1  jam berada pada  daerah rekristalisasi  dan  sangat  dekat  dengan daerah  metal  carbide  (MC).  Pemanasan pada temperatur oksidasi 1000 °C selama 2 jam  berada  pada  daerah  MC.    Proses pendinginan  dipercepat  menggunakan  air setelah  proses  pemanasan  selesai  dapat mempertahankan fasa saat proses pemanasan selesai.
Proses  oksidasi  sampel  SS304 pada  temperatur  1000  °C  selama  1  jam, tegangan  internal akan  meningkat  dengan terjadinya  dislokasi  yang  semakin  tinggi. Peningkatan diikuti dengan peningkatan nilai kekerasannya  hingga  mencapai  sebesar 468  HV.  Waktu  proses  oksidasi  selama  2 jam, terbentuk fasa MC yang  kekerasannya tidak  lebih  tinggi  dari  proses  dengan  waktu selama 1 jam. Hal ini dikarenakan pada saat
(Jan Setiawan, Sungkono)
terbentuk  fasa  MC,  unsur  karbon  juga bereaksi  dengan  unsur  oksigen  membentuk karbon oksida.  Terbentuknya karbon oksida membuat  konsentrasi  karbon  di  dalam  baja berkurang ( de-carburizing )  [11].    Proses de- carburizing memberikan  pengaruh  terhadap penurunan nilai kekerasan permukaannya.
Nilai strength pengujian tarik sampel SS304  disajikan  pada  Gambar  4.    Nilai YS dan  UTS  bahan  SS304  sebelum  dikenai perlakukan oksidasi diperoleh masing- masing  sebesar  534,29  MPa  dan  689,41 MPa.  Perubahan  nilai  YS  dan  UTS kecenderungan  menurun  seiring  dengan
peningkatan  temperatur  oksidasi.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  perlakuan  pendinginan mempengaruhi  karakterstik  mekanik  sampel SS304 yang  dikenai oksidasi  melalui perubahan fasa.
Perubahan  nilai  UTS  terjadi  dengan kecenderungan  yang  berbeda  terlihat  pada sampel SS304 yang dioksidasi selama 2 jam dengan  pendinginan  alamiah.    Nilai  UTS jauh  lebih  tinggi  pada  sampel  SS304  yang dioksidasi  pada  temperatur  oksidasi  600  °C dibandingkan  dengan  temperatur  oksidasi 800 dan 1000 °C.
Gambar 4. Korelasi perlakuan oksidasi SS304 terhadap nilai (a) YS dan (b) UTS.
Persentase perubahan elongasi pada sampel  yang diberi  perlakuan oksidasi
dibandingkan terhadap sampel tanpa perlakukan oksidasi disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Perubahan elongasi sampel SS304 yang dikenai perlakuan oksidasi  terhadap sampel tanpa perlakuan.
Waktu oksidasi/pendinginan Temperatur ( °C) 600 800 1000 1 jam/ alamiah -7,54 % 12,94 % -4,05 % 2 jam/ alamiah 12,38 % 17,50 % 3,41 % 1 jam/ dipercepat -8,18 % 11,02 % 16,22 % 2 jam/ dipercepat -11,10 % 12,94 % -11,24 %
Tabel  2  menunjukkan  bahwa  pada beberapa temperatur proses oksidasi terlihat terjadi  penurunan  nilai  elongasi  (ditandai nilai  minus).  Hal  ini  menunjukkan  bahwa sampel SS304 pada kondisi proses oksidasi tersebut  meningkatkan  kegetasan.  Proses
oksidasi  pada  temperatur  800    °C  membuat keseluruhan  sampel  SS304  menjadi  lebih daktil.  Perubahan  elongasi  yang  tertinggi sebesar  17,50  %  pada  waktu  oksidasi selama  2  jam  dengan  pendinginan  alamiah, sedangkan  proses  oksidasi  pada  1000  °C
oksidasi 1 jam, pendinginan alamiah oksidasi 2 jam, pendinginan alamiah oksidasi 1 jam, pendinginan dipercepat oksidasi 2 jam, pendinginan dipercepat
Keterangan:
Urania Vol. 23 No. 3, Oktober 2017: 139 −204
selama 2 jam dengan pendinginan dipercepat membuat sampel SS304 kegetasannya meningkat  karena  diperoleh perubahan  elongsinya  sebesar  -11,24  %. Pada  temperatur  oksidasi  sebesar    600    °C selama  2  jam  dengan  proses  pendinginan dipercepat  menunjukkan  kekuatan  luluh meningkat  ketika  perubahan  elongasi  yang rendah sebesar -11,10 %, dimana kondisi ini dapat  disimulasikan  dengan  baik  oleh peneliti lain [12].
Karakteristik  daktil  sampel  SS304 dilihat  secara komprehensif dari nilai kekerasan,  UTS  dan  perubahan  elongasi yang menunjukkan adanya perubahan elongasi  tertinggi  pada  proses  oksidasi  2 jam  dengan  pendinginan  alamiah  pada temperatur  600  °C  dan  800  °C  dengan perubahan  elongasi  positif  berturut-turut sebesar  12,38  %  dan  17,50  %.    Nilai  UTS berturut-turut  sebesar  744,04  MPa  dan
604,14  MPa.  Kekerasan  tertinggi  diantara keduanya diperoleh pada temperatur oksidasi  600  °C  dengan  nilai  kekerasannya berturut-turut sebesar 373 HV dan 329 HV.
Pada  temperatur  oksidasi  1000  °C selama  1  jam  dengan  pendinginan  cepat diperoleh  kekerasan  sebesar  468  HV  dan perubahan elongasi positif sebesar 16,22 %. Nilai UTS sebesar 567,68 MPa lebih rendah dibandingkan dengan yang diproses oksidasi  800  °C  selama  2  jam  dengan perlakukan pendinginan alamiah.
Dalam  menentukan  proses  oksidasi yang menghasilkan karakteristik daktil  pada sampel,dilakukan analisis matriks keputusan terhadap  parameter  kekerasan,  UTS  dan perubahan  elongasi.  Matriks  keputusan tersebut  disusun  dengan  metode  skor langsung  dan  datanya  disajikan  pada  Tabel 3[13].

## Tabel 3. Matriks keputusan parameter kekerasan, UTS dan perubahan elongasi.
Waktu oksidasi/ pendinginan Temperatur ( °C) 600 800 1000 Kekerasan UTS Perubahan elongasi Total Kekerasan UTS Perubahan elongasi Total Kekerasan UTS Perubahan elongasi Total 1 jam/ alamiah 2 1 1 4 1 3
3 7 4 1 1 6 2 jam/ alamiah 3 4 3 10 2 2 4 8 4 3 2 9 1 jam/ dipercepat 3 3 1 7 1
3 3 7 4 1 4 9 2 jam/ dipercepat 3 2 1 6 2 2 3 7 4 1 1 6
Nilai  terendah  diberi  bobot  1  dan nilai  tertinggi  diberi  bobot  4.    Dari  matriks keputusan  ini  karakteristik  daktil  ditentukan dengan nilai total  yang tertinggi.  Hasil  yang diperoleh  menunjukkan  nilai  total  tertinggi diperoleh pada sampel yang dioksidasi pada temperatur  600  °C  selama  2  jam  dengan pendinginan  alamiah.  Berturut-turut  nilai total  tertinggi  berikutnya  diperoleh  sampel yang  dioksidasi  pada  temperatur  1000  °C selama  2  jam  dengan  pendinginan  alamiah dan  selama  1  jam  dengan  pendinginan dipercepat.
Gambar  5  disajikan  moda  fraktur sampel SS304 tanpa dikenai proses oksidasi  dibandingkan  terhadap  sampel
SS304  yang  dikenai  proses  oksidasi  pada temperatur  600  °C  selama  1  jam  baik dengan proses pendinginan alamiah maupun dipercepat.
Gambar  5.a  menunjukkan  moda fraktur  yang  terjadi  pada  sampel  SS304 tanpa perlakuan oksidasi. Pada saat sampel ditarik  terjadi necking dimana  lebar  dan ketebalan  sampel  pada  daerah gage akan menurun.  Fraktur  terjadi  dimulai  dari  sisi yang  ditunjuk  oleh  tanda  panah.  Selama pengujian  tarik  deformasi  terus  terjadi  dan retakan  mengalami  pelebaran  (menjalar) hingga  ke  sisi  tepinya.  Moda  fraktur  seperti ini  menunjukkan  bahan  tersebut  bersifat daktil.
(a) (b) (c)
Gambar 5.   Fraktur pada sampel SS304 saat pengujian tarik
(a)  tanpa perlakuan oksidasi
(b)  oksidasi  pada  temperatur  600  °C  selama  1  jam  dengan pendinginan alamiah
(c)  oksidasi  pada  temperatur  600  °C  selama  1  jam  dengan pendinginan dipercepat.
Gambar  5.b  dan  5.c  menunjukkan hasil  yang  sedikit  berbeda,  dimana necking yang terjadi berbeda dengan sampel SS304 yang  tidak  mengalami  proses  oksidasi.    Hal ini disebabkan karena dislokasi dan tegangan  internal  yang  relatif  lebih  tinggi pada  sampel  SS304  membuat  moda  fraktur yang  terjadi  serupa  dengan  patahan  pada bahan  yang  getas  dengan  karakteristik merata  sepanjang  lebar  sampel  SS304. Namun  dari  bentuk  fraktur  yang  ditunjukkan oleh  tanda  panah  terlihat  adanya necking sehingga  masih  memiliki  karakteristik  daktil. Perilaku seperti ini juga terjadi untuk sampel yang  dikenai  perlakukan  panas  pada temperatur 800 dan 1000 °C.

## SIMPULAN
Proses oksidasi SS304 pada temperatur  600  °C,  800  °C  dan  1000  °C dengan  perlakukan  pendingin  alamiah  dan dipercepat menggunakan air  mempengaruhi karaktetistik  daktilitas  bahan.  Karakteristik daktilitas  dilihat  dari  parameter  kekerasan, perubahan elongasi dan UTS dapat digunakan  sebagai  pedoman  penggunaan sampel  SS304  dilingkungan  oksidasi  pada temperatur  tinggi.  Daktilitas,  kekerasan  dan UTS  relatif  tinggi  diperoleh  pada  temperatur 600  °C  selama  2  jam  dengan  perlakuan pendinginan  alamiah.  Hasil  karakterisasi SS304 dalam lingkungan oksidasi
menunjukkan  bahwa  sebaiknya  temperatur maksimum  tidak lebih besar dari 600 °C.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  disampaikan kepada  Ka.PTBBN  dan  penanggung  jawab kegiatan “Pengembangan  Metode  Baku  Uji Pasca Iradiasi Bahan Struktur Elemen Bakar Reaktor  Daya ”  yang  dibiayai  oleh  DIPA
2017.  Selain  itu,  ucapan  terima  kasih  juga disampaikan  kepada  Isfandi,  Dedi  Hariyadi, dan  Triharjo  atas  bantuan  yang  diberikan sehingga kegiatan ini dapat terlaksana.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  A.  Renault,  J.  Malaplate,  C.  Pokor,  P.
Gavoille, "TEM and EFTEM characterization  of  solution  annealed 304L  stainless  steel  irradiated  in PHENIX,  up  to  36dpa  and  at  390  °C," Journal  of  Nuclear  Materials, vol.421, no. 1-3, pp. 124-131, 2012. DOI: 10.1016/j.jnucmat.2011.10.049
[2]  C.  Azevedo,  "Selection  of  fuel  cladding material  for  nuclear  fission  reactors." Engineering  Failure  Analysis, vol.18, no. 8, pp. 1943-1962, 2011.
DOI: 10.1016/j.engfailanal.2011.06.010
[3]  R. Plaut, C. Herrera, D. Escriba, P. Rios and  A.  Padilha,  "A  short  review  on wrought  austenitic  stainless  steels  at
Urania Vol. 23 No. 3, Oktober 2017: 139 −204
high temperatures: processing, microstructure,
properties and performance," Materials  Research, vol. 10, no. 4, pp. 453-460, 2007.
DOI:10.1590/1516-1439.2007.00040
[4]  M.  Sharma  and  A.  Kumar,  "Study  of effect  on  mechanical  properties  of  SS 304  at  different  ranges  of  carburization temperature," IJCSCE, Special issue on NCRAET 2013, pp. 13-17.
[5]  F.  K.  Yan,  G.  Z.  Liu, N.  R.  Tao,  and  K. Lu,  "Strength  and  ductility  of  316L austenitic  stainless  steel  strengthened by  nano-scale  twin  bundles," Acta Materialia, vol.  60,  no.  3,  pp.  1059- 1071, 2012.
DOI: 10.1016/j.actamat.2011.11.009
[6] M. Calmunger, “High-temperature behaviour of austenitic a lloys : Influence
of  temperature  and  strain  rate  on mechanical properties and
microstructural  development, ”  Thesis, Linköping University, 2013.
[7]  D.  Samantaray,  V.  Kumar,  A.  K. Bhaduri,  and  P.  Dutta,  "Microstructural evolution  and  mechanical  properties  of type  304L  stainless  steel  processed  in semi-solid  state," International  Journal of Metallurgical Engineering, vol. 2, no. 2, pp. 149-153, 2013. DOI: 10.5923/j.ijmee.20130202.06
[8]  S.  C.  Maidargi  and  V.  Rani,  "Heat treatment  of  steel  parts  in  different media," Journal  of  Metals,  Materials and  Minerals, vol.  23,  no.  2,  pp.  1-  7, 2013.
[9]  H.  M.  Farneze,  S.  S.  M.Tavares,  J.  M. Pardal, A. J. R. Londoño, V. F. Pereira,
and  C.  Barbosa,  "Effects  of  Thermal Aging  on  Microstructure  and  Corrosion Resistance  of  AISI  317L  Steel  Weld Metal  in  the  FSW  Process," Materials Research, vol. 18, pp. 98-103, 2015. DOI: 10.1590/1516-1439.345414
[10]  R.  A.  Behnagh,  M.  K.  Besharati  Givi, and  M.  Akbari.  "Mechanical  properties, corrosion resistance and microstructural changes  during  friction  stir  processing of  5083  aluminum  rolled  plates,"
Materials and Manufacturing Processes, vol.  27,  no.  6,  pp.  636-640, 2012. DOI: 10.1080/10426914.2011.593243
[11]  W. Liu, "Failure analysis of a fluidisation nozzle  in  biomass  boiler  and  the  long- term high temperatures oxidation behaviour  of  304  stainless  steel," Engineering  Failure  Analysis vol.  70, pp. 419-427, 2016. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2016.10.001 [12]  V.  Vijayaraghavan,  A.  Garg,  K.  Tai,  and Liang Gao. "Thermo-mechanical
modeling  of  metallic  alloys  for  nuclear engineering applications," Measurement , vol. 97, pp. 242-250, 2017. DOI: 10.1016/j.measurement.2016.11.003
[13]  B.  C.  Suedel,  Jongbum  Kim,  and
Cynthia  J.  Banks ,  “ Comparison  of  the Direct  Scoring  Method  and  Multi-
Criteria  Decision  Analysis  for  Dredged Material Management Decision Making ,”  No.  ERDC-TN-DOER-R13, Engineer  Research  and  Development Center  Vicksburg  MS  Environmental Lab, 2009.