PENGARUH PROSES PENGEROLAN PANAS PADA TEGANGAN SISA BAHAN STRUKTUR BAJA A-2 NON STANDAR DENGAN TEKNIK DIFRAKSI NEUTRON
Parikin, N. Effendi, H. Mugihardjo, A. H. Ismoyo
Pusat Sains dan Teknologi Bahan Maju BATAN Kawasan PUSPIPTEK, Serpong, Tangerang Selatan 15314
e-mail: farihin@batan.go.id
(Naskah diterima:18-12-2013, disetujui: 20-01-2014)

## ABSTRAK
PENGARUH  PENGEROLAN    PANAS  PADA  TEGANGAN  SISA  BAHAN  STRUKTUR  BAJA A-2  NON  STANDAR  DENGAN  TEKNIK  DIFRAKSI  NEUTRON. Pengukuran  tegangan  sisa bahan struktur baja A-2 non standar hasil perlakuan rol panas telah dilakukan di PTBIN- BATAN. Proses pengerolan komponen  bahan struktur konstruksi sangat  direkomendasikan karena dapat meningkatkan rasio kekuatan terhadap beban. Peningkatan kekuatan ini  sangat dibutuhkan pada bangunan konstruksi  yang  memerlukan persyaratan khusus dengan faktor keselamatan sebagai prioritas  utama.  Empat  buah  spesimen  disiapkan  dalam  kegiatan  ini;  satu  sebagai  bahan referensi  yang  tidak  dirol  (A2D0n),  dan  tiga  buah  spesimen  lain  (A2D2n,  A2D3n  dan  A2D5n) diberi perlakuan rol panas  dengan reduksi ketebalan  berbeda,  yakni: 71%, 81% dan 87%.  Hasil memperlihatkan  bahwa:  pengerolan  hingga  reduksi  71%  membangkitkan  peregangan  kisi sebesar  0,25%  dan  tegangan  sisa  tarik  sebesar  9,7  MPa  sedangkan  peregangan  kisi  sebesar 0,27% dan tegangan sisa terbesar 10,2 MPa terjadi pada reduksi 81%. Selanjutnya peregangan kisi  dan  tegangan  sisa  meluruh  kembali  berturutan  hingga  0,23%  dan  8,3  MPa  terjadi  pada reduksi  pengerolan  panas  sebesar  87%.  Disimpulkan  bahwa:  peningkatan  peregangan  bahan baja A-2 non standar terjadi akibat pergeseran bidang-bidang kristal ( slip plane ) oleh mekanisme pengerolan,  dimana  mampu  meningkatkan  kekuatan  mekanik  bahan  berupa  pengerasan regangan  ( strain  hardening ),  dan  fenomena  kecenderungan  distribusi  tegangan  sisa  bahan struktur A-2 non standar adalah tegangan tarik ( tensile stress ).
Kata kunci : baja FeCrNi, rol panas, tegangan sisa, difraksi neutron.

## ABSTRACT
HOT  ROLLING  EFFECTS  ON  RESIDUAL  STRESS  OF  STRUCTURAL  MATERIALS  OF AUSTENITIC  A-2  NON  STANDARD  STEEL  BY  USING  NEUTRON  DIFFRACTION TECHNIQUE. Measurement  of  hydrostatic  residual  stress  distribution  in  hot  rolled  Austenitic steels (A-2) have been carried out. Rolling process of structural construction component materials is recommended because it offers better load ratio strength for the application of the materials as vital  materials  that need  special  requirements,  where  safety  factor  becomes  the  primary  priority. Four  specimens  were  prepared  in  this  study,  i.e.  one  specimen  (unrolled)  as  a  reference  called A2D0n,    three  specimens  are  the  rolled  ones  called  A2D2n,  A2D3n  and  A2D5n,  with  thickness
reduction of 71%, 81% and 87% respectively. The measurement shows that the reduction of 71% in hot rolling generates lattice strain and hydrostatic residual stress of about 0.25% and 9.7 MPa respectively, while 0,27%  strain and 10.2 MPa stress is resulted from 81 % reduction. The strain and  stress  revert  back  to  0.23%  and  8.3  MPa  after  hot  rolling  at  87%  reduction.  It  can  be concluded  that  the  rise  of  straining  in  A-2  non  standard  steel  may  be  caused  by  the  shifting  of crystal  plane  due  to  rolling  mechanism,  which  increases  the  mechanical  strength  by  strain hardening  of  the  material.  The  residual  stress  distribution  in  structural  material  of  austenitic-2  is tensile stress.
Key words : FeCrNi steel, hot rolling, residual stress, neutron diffraction.

## PENDAHULUAN
Indonesia  telah  lama  bermaksud membangun  reaktor  daya  (PLTN)  guna mengurangi  beban  pemerintah  di  bidang energi  khususnya  energi  listrik.  Dalam usaha  mendukung  pembangunan  reaktor tersebut dan sekaligus meningkatkan ketahanan nasional bidang industri strategis (material  energi),  maka  perlu  sebuah kegiatan  penelitian  di  lingkungan  Pusat Sains  dan  Teknologi  Bahan  Maju  Badan Tenaga  Nuklir  Nasionl  (PSTBM-BATAN) yang  menggagas  sintesis  bahan  struktur reaktor yang memenuhi persyaratan khusus. Bahan  struktur  reaktor  berkaitan  dengan material  yang  mampu  pada  temperatur  dan tekanan  tinggi,  karena  pada  umumnya reaktor  nuklir  beroperasi  pada  temperatur dan  tekanan  tinggi.  Persyaratan  khusus tersebut  antara  lain:  tahan  beban  mekanik, tahan beban termal, tahan korosi suhu tinggi dan  tahan  iradiasi  yang  terpancar  dalam reaktor.
Untuk memenuhi persaratan sebagai  bahan  struktur  reaktor  sesuai dengan  ASTM  E185-5,  material  harus melalui  proses  pengerolan  yang  berbasis deformasi  plastis.  Dalam  setiap  tahapan pembentukan  bahan  tidak  terlepas  proses perlakuan  baik  termal  maupun  meknik. Proses pengerolan panas/dingin merupakan salah  satu  proses  perlakuan  mekanik  dan termal  saat  bahan  dibentuk  sesuai  dengan kebutuhan dan kegunaannya.
Pemanfaatan  proses  pengerolan pada  komponen  bahan  struktur  konstruksi sangat  diminati  oleh  karena  rasio  kekuatan terhadap  beban,  fabrikasi  yang  sederhana dan  kemudahan  dalam  proses  angkat- pasang  dalam  suatu  pembangunan.  Proses ini  adalah sebuah deformasi  yang dilakukan disekitar temperatur kristalisasi logam. Proses  pengerolan  logam  sangat  berperan penting dan tidak dapat  dipisahkan dari alur proses  produksi.  Kebutuhan  bentuk  dan ketebalan  yang  berbeda  dalam  suatu konstruksi  memberikan  kenyamanan  dan mempermudah pemasangan fungsi. Selama dilakukan  proses  fabrikasi,  kemungkinan distribusi strain energy dalam bahan berubah, khususnya di dekat  daerah permukaan.  Energi  peregangan  (s train energy )  dalam  butiran  bahan  menjadi  tidak homogen dan menimbulkan tegangan internal.  Tegangan  ini  disebut  tegangan sisa,  yang  didefinisikan  sebagai  tegangan yang  kemungkinan  muncul  dalam  benda solid  elastis saat  seluruh  beban external dihilangkan [1] .  Hasil  penelitian  pengaruh pengerolan dingin (temperatur ruang) terhadap bahan baja tipe SS-304 dilaporkan oleh  Parikin [2] ;  bahwa  tegangan  sisa  dalam bahan  terjadi  akibat mismatch ekspansi termal  antara  fasa  martensit  dan  austenit, yang  masing-masing  mengalami  tegangan tekan  dan  tegangan  tarik.  Penambahan reduksi  pengerolan  mampu  meningkatkan fraksi  fasa  martensit  dan  tegangan  sisa tekan.  Dalam  literatur [2] ini  dijelaskan  pula
formulasi perhitungan regangan dan tegangan sisa secara kristalografi.
Pada pola difraksi, kejadian peregangan  kisi  dapat  ditentukan  dari besarnya  angka  pergeseran  puncak  suatu bidang refleksi. Fenomena dinamika peregangan  kisi  dapat  ditelusuri  dari  lebar setengah  maksimum  puncak  difraksi,  yang diformulasikan  melalui  medan  regangan. Regangan  yang timbul dapat dievaluasi dari parameter kisi dan maksimum lebar setengah  puncak,  FWHM,  menggunakan analisis  garis  pelebaran shearer [3] dan metode  Rietveld [4] .  Analisis  ini  dapat memberikan  kuantitas  tegangan  sisa  dalam bahan.  Dalam  metode  Rietveld,  peng- halusan  kuadrat  terkecil  dilakukan  hingga fitting terbaik  dicapai  antara  seluruh  pola difraksi  yang  teramati  dan  seluruh  pola intensitas  penghitungan  yang  didasarkan pada  model  penghalusan  simultan,  efek difraksi optik, faktor instrumen dan karakteristik  lain  seperti  parameter  kisi, sesuai  keinginan  dan  pemodelan.  Kunci penyelesaiannya  adalah feedback selama penghalusan,  antara  kemampuan  penge- tahuan  struktur  dan  alokasi  pengamatan intensitas  terhadap  refleksi  Bragg  individu yang saling tumpang tindih sebagian.
PSTBM  BATAN  telah  mensintesis beberapa  paduan  FeCrNi  dengan  metode cor  foundry ,  yang  dinamai  dengan  tipe  F1, F2,  A1  dan  A2  [5],  yang  dibedakan  dalam komposisi dopan yang dicampurkan. Tipe ini didasarkan  pada  jenis  feritik  dan  austenitik, yang  masih  dalam  proses  karakterisasi beberapa  sifat  unggul  dan  performa  bahan
oleh    Nurdin  E  dkk. [5] .  Studi  bertujuan  untuk mengamati  pengaruh  rol  panas  yang dilakukan  di  atas  temperatur  rekristalisasi terhadap  tegangan  sisa  bahan  struktur  baja FeCrNi  (A-2  non  standar)  hasil  peleburan mandiri.  Pengukuran  untuk  pemeriksaan tegangan  sisa  ini  sangat  penting  dalam rangka penerapan bahan vital yang memerlukan  persyaratan  khusus  dimana umur pakai/kehandalan bahan dan keselamatan menjadi prioritas utama.

## TATA KERJA
Penelitian dan pengembangan bahan  struktur  ini  dilakukan  di  Laboratorium Kawasan  Puspiptek  Serpong.  Bahan  baku besi scrap dan  unsur  dopan  pemadu diperoleh dari pasaran. Baja paduan FeCrNi (austenitik;  A2)  dengan  komposisi  seperti tersusun  dalam  Tabel  1,  dibuat  mandiri dengan  teknik  cor foundry di  Pusat
Penelitian Metalurgi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. Hasil proses
masining dan pembentukan spesimen terlihat pada Gambar 1. Untuk mendapatkan bahan virgin ( d 0 ),  baja  A-2  non  standar dinormalisasi pada temperatur 700  C selama  3  jam,  dengan  laju  kenaikan  dan pendinginan  sebesar 15,4  C/menit. Setelah mencapai  kondisi  temperatur  kamar  bahan di- running dengan  difraktometer  neutron pada  panjang  gelombang  1,8195  Angstrom dan  jangkauan  pengukuran  2  10  sampai dengan  2  160  dan  langkah  pencacahan 0,05  menggunakan mode step counting .
Tabel 1. Komposisi (%wt.) unsur baja A-2 non standar
Fe Cr Ni Mn Si C Impuritas 57,74 15,42 25,01 0,32 0,96 0,34 Ti= 0,002 S=0,008 P=0,0163 V=0,039
Cu=0,051 Nb=0,0053
Dalam kegiatan ini telah disiapkan 4 buah spesimen baja struktur reaktor austenitik A2 seperti tersusun pada Tabel 2. Tiga (3) buah spesimen dilakukan eksperimen  pengerolan  panas  berkondisi temperatur  sekitar  1100 o C.  Proses  penge- rolan  panas  dilakukan  dengan  reduksi  0,1 mm  per pass dari  ketebalan  tertentu  hingga ketebalan  lebih  kurang  mencapai  ketebalan plat  pipa/vessel  dalam  reaktor  (7 mm). Spesifikasi  ini  sesuai  dengan  deformasi antara  60%  dan  90%  reduksi  ketebalan bahan.  Hasil  pengerolan  panas  di- quench dalam  air,  agar  pemulihan  bahan  dapat dihambat dan memunculkan sifat tekstur rol. Sebagai  kelengkapan  data  karakterisasi
spesimen  hasil  pengerolan  ini,  dilakukan pula  pengukuran  kekerasan  Vickers  dan pengamatan  strukturmikro,  kemudian  diban- dingkan  dengan  kondisi  spesimen  awal  ( as cast ).  Pengujian  difraksi  pada  spesimen dilakukan dengan tujuan untuk mem-peroleh nilai    tegangan  sisa  bahan  sebagai  efek proses pengerolan panas.
Tabel 2. Spesimen baja struktur
Austenitik A2 Spesimen Reduksi ketebalan (%) Keterangan A2D0n 0 referensi;d 0 A2D2n 71 d 1 A2D3n 81 d 2 A2D5n 87 d 3
Gambar 1. Spesimen baja A2: (a) hasil cor foundry , (b) mesin rol, (c) prose rol panas dan (d) spesimen hasil rol panas.
(a) (b) (c) (d)
Tabel 4. Parameter hasil refinements spesimen  paduan A-2 non standar Reduk si (%) Parameter Kisi- a (Å) A2D0n  A2D2n  A2D3n  A2D5n 0 3,5782 (5) - - - 71 - 3,5873 (4) - - 81 - - 3,5881 (4) - 87 - - - 3,5860 (8) Volum e (Å 3 ) 45,81 (5) 46,16 (6) 46,19 (7) 46,11 (7) Reliability factor Rwp (%) 13,94 13,66 15,40 13,7 5 Tabel 3 menyusun data krista-lografi awal  struktur  kristal  A-2  yang  digunakan dalam proses penghalusan. Dengan memasukkan  pameter  kristalografi  yang sesuai, proses Rietveld refinements dilakukan  secara  simultan.  Profil  bentuk puncak  fasa  dimodelkan  secara  terpisah menggunakan  fungsi pseudo-Voight [7] yang merupakan kom-binasi linier fungsi Gaussian  dan  Lorentzian.  Cakupan  data eksperimen  yang  memadai  membolehkan parameter  struktur  fasa  dihaluskan  seperti: para-meter  kisi,  termal  isotropis,  simpangan titik  nol,  anisotropis  ( preferred  orientation ), dan profile. Penghalusan model fasa tunggal ini  cukup  valid  untuk  setiap  spesimen, dengan reliable  factor ; Rwp berkisar  antara 13%-15%; seperti ditunjukkan pada Tabel 4. Kecocokan data pengamatan dan perhitungan  (dinyatakan  dengan  nilai Rwp ) membesar  akibat  efek  fluoresensi  bahan besi (baja) yang menyebabkan pola background melebar  dan  mempengaruhi statistika data yang kurang bagus. Penghalusan  parameter  kisi  dan  profil puncak  untuk  fasa  austenitik  ini  sedikit bervariasi  dari  spesimen  ke  spesimen. Gambar 3 memperlihatkan pola penghalusan struktur dengan tampilan
reduksi  yang  mengindikasikan  profil  model sangat  cocok  dengan  data  eksperimen  bagi seluruh  spesimen  tersebut.  Gambar  pola penghalusan  Rietveld  data  struktur  pada bahan  A2D0n,  A2D2n,  A2D3n  dan  A2D5n ini dilakukan dengan sistem analisis struktur kristal  umum;  RIETAN94  yaitu  sebuah software yang  dikembangkan  oleh  F.  Izumi [7]. Program ini yang mampu mengolah data difraksi  yang  diperoleh  dengan  sinar-X maupun neutron.
Pada  Gambar  3  terdapat  tanda  + berwarna  jingga  yang  membetuk  kurva adalah  pola  baku  hasil  pengukuran  alat difraktometer  dan  garis smooth kurva berwarna  hijau  merupakan  pola  model  hasil perhitungan  program  RIETAN94.  Sedang garis  tegak  kecil  berwarna  hitam  di  bawah kedua  pola  (baku  dan  model)  merupakan tanda
line
broadening , yang
mengindikasikan  posisi  puncak  refleksi  fasa austenit.  Garis smooth kurva  berwarna  biru muda  dibawah  tanda line  broadening merupakan pola selisih kecocokan ( residual; delta )  antara  pengukuran  dan  perhitungan. Terlihat  dengan  jelas  refleksi  bidang  (111), (200),  (220),  (311)  dan  (222)  merupakan fasa  kubik fcc yang  mendominasi  bahan paduan.  Proses  penghalusan  dilakukan menggunakan  fasa  tunggal  dengan  grup ruang Fm3m ( I-225 ) [8] .
Hipotesis atau dugaan kuat terhadap    pengaruh  perlakuan  pengerolan adalah  peristiwa  pembentukan texture pada bahan.  Proses  pengerolan  dapat  menga- rahkan  kristalisasi  pada  bahan  ke  suatu orientasi  tertentu  ( preferred  orientation )  dari butir-butir  logam  yang  acak.  Tekstur  ini umumnya  digambarkan  dengan pole  figure yang  menunjukkan  orientasi  yang  dominan pada  bidang  kristal  yang  sejajar  dengan permukaan  pelat  dan  arah  pengerolan. Peristiwa  ini  terlihat  pada  orientasi  bidang refleksi  (220)  dalam  Gambar  3.  Dari spesimen  A2D0n  hingga  A2D5n  mem- perlihatkan  ada  perubahan  orientasi  kristal ke arah bidang refleksi (220) dan
penghalusan Rietveld agak sukar
melakukan fitting .  Intensitas  hamburan neutron teramati meningkat hampir lipat tiga dari  31.865 counts hingga  84.024 counts dari  spesimen  A2D0n  ke  spesimen  A2D5n. Peningkatan  terendah  sebesar  dua  kali, terjadi  pada  spesimen  A2D5n  dengan cacahan sebesar 62.683 counts .
Kehadiran  unsur  dopan/impuritas dalam  sistem  kristal  austenitik  dan  proses
mekanisasi  rol  panas  dapat  menimbulkan pergeseran  struktur  ( diffused  structure ) dalam bahan paduan. Kedua faktor ini dapat mengganggu  kesetimbangan internal  force dalam  sistem  kristal  bahan.  Perbedaan tegangan internal  force ini  dikenal  sebagai tegangan  sisa  ( residual  stress )  dalam bahan.    Fenomena  ini  dalam  pola  difraksi dapat diamati dari pergeseran dan pelebaran puncak profil.
Gambar 3. Hasil penghalusan Rietveld pada spesimen A-2 non standar rol panas; A2D0n, A2D2n, A2D3n, A2D5n hasil reduksi 0%, 71%, 81% dan 87%.
Tabel 5.  Angka pergeseran dan pelebaran puncak bidang (111) paduan A-2 non standar.
Spesi- men Pergeseran (deg.) Pelebaran (deg.)
2   2  FWHM  FWH M A2D0n 52,1 9 0 0,2420 0 A2D2n 52,0 9 -0,10 0,2233 -0,0187 A2D3n 51,9 2 -0,17 0,1897 -0,0523 A2D5n 51,9 8 0.06 0,2509 0,0625
Gambar  4  memperlihatkan  pola pergeseran  dan  pelebaran  struktur  kristal bahan  spesimen  pada  bidang  refleksi  (111) yang  nilai  angkanya  disusun  pada  Tabel  5. Bidang refleksi (111) untuk spesimen A2D0n yang tidak diberi perlakuan rol panas berada pada  posisi  2  =  52,19  dengan  lebar setengah  puncak  (FWHM)  0,242  ,  namun ketika  diberi  perlakuan  rol  panas  sebesar 71%  reduksi,  bidang  refleksi  mengalami pergeseran  sebesar  -0,10  dengan  perbe- daan  lebar  setengah  puncak  sebesar  - 0,0187  .  Dinamika  pengembangan  penyu- sutan  struktur  kristal  ini  berlanjut  hingga spesimen  A2D5n  yang  diberi  perlakuan  rol panas  sebesar  87%  reduksi,  yang  bergeser hingga 0,06  dan selisih pelebaran -0,0625  . Bahkan  pergeseran  terbesar  terjadi  pada spesimen A2D3n yang diberi perlakuan rol
panas  sebesar  81%  reduksi,  puncak  bidang refleksi (111) berada pada posisi 2  = 51,92  dan selisih pelebaran puncak -0,0523  .
Gambar 4. Pergeseran dan pelebaran puncak bidang (111) pada spesimen A-2 non standar rol panas; A2D0n, A2D2n,
A2D3n, A2D5n hasil reduksi 0%, 71%, 81% dan 87%.
Jarak  interplanar  berbanding  langsung  dan dapat  dihitung  dari  parameter  kisi  dengan hubungan d = a /  ( h 2 +k 2 +l 2 ).  Persamaan   ( d - d 0 )/ d 0 digunakan untuk menghitung regangan  kisi  rata-rata  sepanjang  arah kristalografi  tertentu,  dimana d merupakan jarak  kisi  bahan  tertegang,  sedang  kisi d 0 adalah jarak kisi bebas tegangan (referensi). Dalam  eksperimen  ini, fitting terhadap  data difraksi cukup baik ( Rwp = 13-15%),
Shif ting and Broadening (111)-plane 0 4000 8000 12000 16000 51 51.5 52 52.5 53 2Theta/ deg. In te ns ity / a .u . A2D0n A2D2n
A2D3n A2D5n
Lattice Strains in Austenitic-2 (a=b=c) 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Reduction (%) L a tt ic e S tr a in s ( % ) a
diperoleh  untuk  setiap  spesimen  baja  tahan karat. Hasil ini mengimplikasikan kepresisian data  eksperimen.  Pada  kasus  ini  tensor regangan disesuaikan dengan simetri kristal. Jumlah  komponen  bebas  dapat  direduksi menjadi  satu  komponen  bebas;  yakni  ke arah  kisi- a .  Hal  ini  disebabkan  austenit merupakan  struktur  kristal  uniaksial  dan hanya  satu  komponen  bebas  diperlukan untuk  menyatakan  sifat  sifat  tensor  secara lengkap [9]. Sepanjang arah lain (arah kisi- b dan kisi- c ), regangan dapat dihitung menggunakan  aljabar  tensor.    Penentuan komponen regangan sepanjang arah sumbu prinsip ( a-b-c ) dalam aturan struktur konvensional  sangat  dianjurkan.  Untuk  fasa austenit adalah sumbu- a , karena berstruktur kubik.  Hasil  pengukuran  yang  dirangkai dengan  analisis  Rietveld  disusun  dalam Tabel 4.
Gambar  5.  Regangan  kisi  baja  struktur  A-2 non  standar  rol  panas,  hasil reduksi 0%, 71%, 81% dan 87%.
Regangan  hidrostatis  ,  sepanjang arah  dengan  acuan  pada  arah  spesimen, dapat  dihitung  dengan:  av    hkl  dimana  hkl adalah  regangan  dalam  butiran yang arah [ hkl ]-nya terletak dalam arah yang diamati.  Integrasi  dilakukan  untuk  seluruh arah  butiran  secara  random.  Solusi  untuk fasa  austenit,  persamaan  tersebut  menjadi  av  a ,  Oleh  karena  fasa  austenit  bersifat uniaksial  dan  harga  rata-ratanya  menjadi sama  dengan  regangan  kisi  itu  sendiri. Peregangan  kisi  kristal  dapat  dihitung
dengan  manganalogikan  persamaan   ( d - d 0 )/ d 0 menjadi  a  ( a - a 0 )/ a 0 .
Gambar 5 memperlihatkan kelakuan regangan kisi ( strain energy ) rata-rata dalam bahan  struktur  A-2  non  standar  akibat mekanisasi  pengerolan  panas.  Saat  bahan direduksi  71%  ketebalan, strain  energy meningkat  hingga  0,25%  dan  mencapai puncak  sebesar  0,27%  pada  reduksi  81%. Peningkatan  peregangan  kisi  kristal  ini terjadi akibat  ada  pergeseran bidang-bidang kristal ( slip plane ) oleh mekanisme pengerolan  yang  mampu  meningkatkan kekuatan mekanik berupa pengerasan regangan  ( strain  hardening )  bahan.  Akan tetapi  hukum  alamiah  (distribusi  normal; Gauss  distribution )  tetap  berlaku  ketika bahan mencapai titik lelah kekuatan.
Fenomena  ini  terjadi  juga  pada  bahan  A-2 non  standar,  yang  mengalami  penurunan peregangan sebesar 0,23% meskipun
reduksi  pengerolan  ditambah  hingga  87%.
Gambar  5  menginformasikan  bahwa  secara ekstrapolasi
peregangan
kisi kristal cenderung  menurun  walaupun  reduksi  terus bertambah. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh nilai energi peregangan rata-rata sudah melampau  batas  bidang  slip  titik  lelah maksimum, dan  akan menngakibatkan kekuatan mekanik bahan menjadi
berkurang.
Regangan kisi rata-rata pada Gambar  5  diperoleh  dari  sebuah  pola difraksi  untuk  daerah  angular  yang  luas, yang  mewakili  beberapa  regangan  rata-rata banyak  arah  dalam  bidang  difraksi.  Metode ini  merupakan  pengukuran  tegangan  sisa (hidrostatis) yang mengkomplementasi pengukuran  tegangan  sisa  sepajang  arah orientasi  tertentu  seperti  yang  dilakukan dengan Powder  Difraktometer ( PD-Stress ). Tegangan  hidrostatis,  ,  dikaitkan  dengan regangan  hidrostatis [10] dalam persamaan;
 (E/(1-2  )  av ,  dimana  E  adalah  modulus Young  dan  adalah  pembanding  Poisson yang  ditentukan  dari  pengukuran  tersendiri. Parameter terregresi  untuk  bahan stainless
steel  304  berurut-turut  adalah  187  GPa  dan 0,293 [8].
Gambar  6. Residual  stress dalam  baja  struktur A-2  non  standar  rol  panas,  hasil reduksi 0%, 71%, 81% dan 87%.
Gambar 6 merupakan grafik tegangan sisa akibat mekanisasi pengerolan panas,  yang  diperoleh  dengan  perumusan  =[E/(1  -  2  )]  av .  Untuk  fasa  tunggal  baja struktur A-2 non standar ( fcc ), dimana harga  av =  a ,  fenomena  kecenderungan  distribusi tegangan  sisa  bahan  struktur  A-2  non standar  hasil  pengerolan  adalah  tegangan tarik  ( tensile  stress ).  Pengerolan  hingga reduksi  71%  membangkitkan  tegangan  sisa tarik  sebesar  9,7  MPa  sedangkan  tegangan sisa  terbesar  10,2  MPa  terjadi  pada  reduksi 81%.  Selanjutnya  tegangan  sisa  meluruh kembali hingga 8,3 MPa terjadi pada reduksi sebesar  87%.  Kelakuan  tegangan  sisa bahan  ini  mengikuti  kelakuan  regangan  kisi kristal  ( strain  energy )  rata-rata.  Sesuai prediksi matematis, slope kenaikan tegangan sisa  bahan  antara  reduksi  0%  hingga  71% adalah  sekitar  0,14.  Hal  ini  berarti  bahwa kenaikan  tegangan  sisa  meningkat  cukup tajam pada reduksi di bawah 71%. Tegangan  sisa  bahan  berangsur  meningkat pada  saat  dilakukan  proses  pengerolan  dan mencapai  optimum  sebesar  10,5  MPa  pada reduksi  ketebalan  sekitar  77,3%.  Di  atas
reduksi  ini  (77,3%)  tegangan  sisa  akan menurun kembali dengan perbedaan slope /kemiringan sekitar -0,18.

## SIMPULAN
Dari  hasil  analisis  tegangan  sisa bahan baja A-2 non standar yang diperlakukan  rol  panas  dapat  disimpulkan bahwa:
Teknik  difraksi  dapat  digunakan untuk  pengukuran  tegangan  sisa  hidrostatis yang merupakan komplementasi dari pengukuran  tegangan  sisa  sepajang  arah orientasi  tertentu.  Peningkatan  peregangan bahan  baja    A-2  non  standar  terjadi  akibat pergeseran bidang-bidang kristal ( slip plane ) oleh  mekanisme  pengerolan,  dan  mampu meningkatkan  kekuatan  mekanik  berupa pengerasan  regangan  ( strain  hardening ) bahan.  Pengerolan  hingga  reduksi  71% menimbulkan peregangan  kisi sebesar 0,25%  dan  tegangan  sisa  tarik  sebesar  9,7 MPa  sedangkan  peregangan  kisi  sebesar 0,27% dan tegangan sisa terbesar 10,2 MPa terjadi  pada  reduksi  81%.  Selanjutnya peregangan  kisi  dan  tegangan  sisa  meluruh kembali  berturutan  hingga  0,23%  dan  8,3 MPa  terjadi  pada  reduksi  pengerolan  panas sebesar  87%.  Fenomena  kecenderungan distribusi  tegangan  sisa  bahan  struktur  A-2 non  standar  hasil  perlakuan  pengerolan panas  adalah tensile  stress (tegangan positif) bukan compressive stress (tegangan negatif).

## UCAPAN TERIMA KASIH
Dengan  tulus  hati  penulis  ingin mengucapkan  terima  kasih  yang  sebesar- besarnya kepada: Bpk. Ir. Yuswono, M.Eng. APU.,  Dr.  Andon  Insani,  Sdr.  Imam Wahyono,  S.ST.,  Sdr.  Sumaryo,  A.Md.  dan Drs.  Antonius  Sitompul,  M.Sc.  serta  semua pihak atas bantuan dan kerjasamanya.
77,3% Residual Stresses in Hot Rolled Austenitic-2 Alloys 0 2 4 6 8 10 12 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Reduction (%) R e s id u a l S tr e s s ( M P a ) Austenitic-2

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  Almen,J.O.  &  P.H.  Black  (1963), Residual  Stresses  and  Fatigue  in Metals, Mc Graw-Hill, New York.
[2]. Parikin (2000), Determination of
Residual  Stresses  in  Cold-Rolled  304 Stainless  Steel  Plates  Using  Diffraction Technique and Rietveld Analysis,
Queensland  University  of  Technology,
Brisbane, Australia.
[3].    Cullity,B.D.,(1995),  Introductions  to  X- ray  Diffraction,  3 th ed.  John  Willey  & Sons, New York.
[4]. Young,R.A. (1997), The Rietveld Method,  IUCr  Book  Series  5,  Intern- ational Union of Crystallography, Oxford University Press, UK.
[5].  Effendi,  N.(2010),  Austenitic  Type Stainless  Steel  Production  By  Foundry Technology,  Urania,  Jurnal  Ilmiah  Daur
Bahan  Bakar  Nuklir,PTBN-BATAN:16 (2), Hal.69 –77.
[6].  ASM  Handbook  (1990), Properties  and Selection Iron, Steel, and High Performa nce Alloys , 1, 10 th ed., New York.
[7].  Parlane,A.J.A.  (1978),  The  Determina- tion of Residual Stresses , Welding
Institute, pp. 63-78, Cambridge.
[8].Villars,  P.,  and  L.D.  Calvert  (1991), Pearson’s Handbook of Crys- tallographic Data for Intermetallic
Phases ,  2 nd edition,  Vol.3  &  4,  pp.
3824-6  and  pp.  4471-2,  ASM  Inter- national,USA.
[9].  Nye,J.F.  (1985), Physical  Properties  of Crystals , Oxford University Press, Oxford, United Kingdom.
[10].Noyan,I.C. & Cohen,J.B. (1987),
Residual Stress Measurement by Diffraction  and  Interpretation, Springer- Verlaag, New York.